Embed Size (px)
Citation preview
i
RANCANG BANGUN AUTOMATIC SYRINGE SHAKER
SEBAGAI MEDIA PENDUKUNG METODE DISSOLVED GAS
ANALYSIS (DGA) MINYAK TRAFO
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
Oleh :
RATIH RACHMATIKA
NIM. I0715031
HALAMAN JUDUL
PRODI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2019
ii
iii
iv
v
DESAIN AUTOMATIC SYRINGE SHAKER SEBAGAI MEDIA
PENDUKUNG METODE DISSOLVED GAS ANALYSIS (DGA) MINYAK
TRAFO
Ratih Rachmatika
ABSTRAK
Permasalahan yang umum pada operasional transformator daya adalah
timbulnya kegagalan baik kegagalan termal maupun kegagalan elektris.
Kebanyakan transformator daya biasanya menggunakan minyak isolator yang
fungsinya selain sebagai pendingin juga untuk melarutkan gas-gas berbahaya
tersebut agar tidak beredar bebas. Mengindentifikasi jenis dan jumlah konsentrasi
gas yang terlarut pada minyak dapat memberikan informasi akan adanya indikasi
kegagalan yang terjadi pada transformator. Metode untuk mengidentifikasi dan
menganalisis gas-gas terlarut pada minyak disebut sebagai DGA (Dissolved Gas
Analysis). Tata cara pengambilan sampel minyak untuk pengujian DGA dengan
metode Morgan Schaffer yaitu dengan menggunakan Syringe. Pada penggunaan
syringe, setelah dilakukan pengambilan sampel minyak ke dalam syringe
selanjutnya syringe diekstrak untuk memisahkan komponen-komponen gas
terlarut. Pemanfaatan syringe dalam proses ekstraksi kurang maksimal karena
harus dilakukan proses ekstraksi secara manual untuk setiap syringenya. Dalam
penelitian ini, dilakukan pembuatan automatic syringe shaker yang dapat
melakukan ekstraksi minyak trafo untuk mengekstrasi gas-gas terlarut dalam
minyak trafo secara otomatis. Penelitian ini juga menentukan variabel waktu dan
kecepatan untuk memperoleh optimisasi syringe shaker. Alat ini menggunakan
motor DC sebagai sumber penggerak. Berdasarkan data yang diperoleh, persentase
kadar ekstraksi yang didapatkan dengan menggunakan alat automatic syringe
shaker minyak trafo lebih kecil dibandingkan dengan proses manual dan memiliki
tingkat kesalahan sebesar 0,124%. Hasil pengujian timer lamanya waktu ekstraksi
menunjukkan bahwa persentase error rata-rata sebesar 0,04%.
Kata Kunci : Automatic Syringe Shaker, Metode Dissolved Gas Analysis,
Minyak Trafo
vi
THE DESIGN FOR AUTOMATIC SYRINGE SHAKER AS THE MEDIA
SUPPORTING METHOD OF DISSOLVED GAS ANALYSIS (DGA)
TRANSFORMER OIL
Ratih Rachmatika
ABSTRACT
The general problem of operational power transformer was appearing in both
thermal and electrical failure. Most of the power transformer usually used insulator
oil that was functioning as cooler and to dissolve its hazardous gas in order not to
circulate independently. Identifying type and number of gas concentration, which
was dissolved in oil could provide information about the indication of failure that
occurs in the transformer. Method for identifying and analyzing dissolved gas in
the oil was called dissolved gas analysis (DGA). Procedure for oil sampling of
testing DGA with a method of Morgan Schaffer was using syringe. In the use of
syringe, after taking oil sample into syringe and then syringe was extracted to
separate components of dissolved gas. Utilizing syringe in the process of extraction
was not maximal since it had to be manually done the process of extraction for
each syringe. In this research, it was done in making automatic syringe shaker,
which could do an extraction of transformer oil to extract dissolved gas in the
transformer oil automatically. This research would also determine the time and
speed variable to obtain optimizing syringe shaker. This instrument used a DC
motor as a driving source. Based on data, which was obtained, the percentage of
extraction level that was obtained with using automatic syringe shaker transformer
oil was smaller compared with the manual process and it had an error level of
0.124%. The timer test result of the length of extraction time showed that an error
percentage of approximately 0.004%.
Keywords: Automatic Syringe Shaker, Method Dissolved Gas Analysis,
Transformer Oil
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya
sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan dengan judul “Rancang Bangun
Automatic Syringe Shaker Sebagai Media Pendukung Metode Dissolved Gas
Analysis (DGA) Minyak Trafo”.
Laporan tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan menerapkan ilmu studi di
perkuliahan proram studi teknik elektro serta bimbingan dan dukungan dari
berbagai pihak sebagai syarat kelulusan mata kuliah Skripsi/Tugas Akhir pada
Program Studi Teknik Elektro, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis menyadari bahwa penyusunan laporan tugas akhir ini tidak lepas dari
bantuan dan dukungan banyak pihak. Penulis ingin menyampaikan rasa terima
kasih kepada:
1. Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya kepada
penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini.
2. Segenap keluarga yang telah memberikan doa, dukungan dan kasih sayang
kepada penulis.
3. Bapak Dr. Ir. Augustinus Sujono M.T. selaku dosen pembimbing atas
bimbingan, bantuan, dan waktu yang telah diberikan.
4. Bapak Chico Hermanu BA S.T., M.Eng. selaku dosen pembimbing dan
akademis atas bimbingan dan bantuan yang telah diberikan.
5. Bapak Feri Adriyanto Ph.D selaku kepala Program Studi Teknik Elektro
UNS dan Koordinator Tugas Akhir atas bantuan dan dorongan yang telah
diberikan.
6. Bapak Jaka Sulistya Budi, S.T. selaku Koordinator Tugas Akhir.
7. Segenap dosen dan karyawan Program Studi Teknik Elektro UNS.
8. Teman-teman Teknik Elektro 2015 yang telah memberikan semangat dan
dukungan.
9. Adik-adik tingkat Teknik Elektro yang telah memberikan semangat dan
dukungan.
10. Semua pihak yang telah membantu penulis baik langsung maupun tidak
langsung yang tidak atau belum disebutkan satu persatu.
viii
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih belum sempurna, sehingga kritik
dan saran yang membangun sangat diharapkan. Penulis juga memohon maaf
apabila terdapat kesalahan dalam penulisan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat
menghasilkan laporan yang bermanfaat bagi banyak pihak.
Surakarta, Mei 2019
Ratih Rachmatika
NIM. I0715031
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................. i
HALAMAN SURAT PENUGASAN ..................... Error! Bookmark not defined.
PERNYATAAN INTEGRITAS PENULIS .......... Error! Bookmark not defined.
HALAMAN PENGESAHAN TIM PEMBIMBING DAN TIM PENGUJI
................................................................................... Error! Bookmark not defined.
ABSTRAK .............................................................................................................v
KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii
DAFTAR ISI ........................................................................................................ ix
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xi
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiii
DAFTAR SINGKATAN DAN SIMBOL ........................................................ xiv
BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................1
1.1 Latar Belakang ..................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah .............................................................................4
1.3 Tujuan ...............................................................................................4
1.4 Manfaat .............................................................................................5
1.5 Sistematika Penulisan .......................................................................5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................7
2.1 Penelitian Sebelumnya ......................................................................7
2.2 Ekstraksi ............................................................................................7
2.3 Modul Mikrokontroler Arduino Uno ................................................8
2.3.1 Mikrokontroler Atmega 328 ......................................................9
2.3.2 Timer / Counter pada Mikrokontroler Arduino Uno ...............11
2.4 Tombol ............................................................................................12
2.5 Shield Driver Motor DC 2A ............................................................14
2.6 Buck Converter................................................................................15
2.7 Motor DC 12 V ...............................................................................21
2.8 Liquid Crystal Display (LCD) ........................................................23
2.9 Karakteristik yang Harus Diperhatikan pada Minyak Trafo ...........25
2.10 Metode Kromatografi Gas...............................................................28
2.11 DGA ................................................................................................30
2.11.1 Definisi DGA ...........................................................................30
2.11.2 Tata Cara Pengambilan Sampel Minyak .................................31
BAB III METODE PENELITIAN ....................................................................35
x
3.1 Alat dan Bahan ................................................................................36
3.2 Perancangan Perangkat Keras .........................................................37
3.2.1 Perancangan Mekanik ..............................................................37
3.2.2 Perancangan Elektrik ...............................................................43
3.3 Perancangan Perangkat Lunak ........................................................48
3.3.1 Perancangan Tampilan LCD ....................................................48
3.3.2 Perancangan Program ..............................................................49
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................52
4.1 Hasil Perancangan Perangkat Keras................................................52
4.3.2 Cara Kerja dan Cara Penggunaan ............................................54
4.1.2 Pengujian Hasil Alat ................................................................56
4.2 Hasil Pengujian .............................................................................61
4.2.1 Pengujian Timer .......................................................................61
4.2.2 Pengujian Tombol Push button ...............................................62
4.2.3 Pengujian Driver Motor DC shield ..........................................63
4.2.4 Pengujian PWM dan RPM Motor DC .....................................64
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..............................................................68
5.1 Kesimpulan .....................................................................................68
5.2 Saran ................................................................................................68
DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................69
LAMPIRAN .........................................................................................................71
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Modul Mikrokontroler Arduino Uno ..............................................8 Gambar 2.2 Konfigurasi Pin Atmega 328 / Atmega 168 pada Arduino Uno .....8 Gambar 2.3 Perangkat Lunak Arduino ...............................................................9
Gambar 2.4 Rangkaian Pull Up ........................................................................13 Gambar 2.5 Tombol (Push Button) ...................................................................13 Gambar 2.6 Driver Motor Shield beserta Diagramnya [8] ................................14 Gambar 2.7 Power Selection Mode ...................................................................15 Gambar 2.8 Topologi Buck Converter ..............................................................16 Gambar 2.9 Rangkaian Saat Kondisi On ..........................................................16 Gambar 2.10 Rangkaian Saat Kondisi Off ..........................................................17 Gambar 2.11 Pulsa Switching (a) Duty Cycle 60% (b) Duty Cycle 40% ............18
Gambar 2.12 Arus Induktor [10] .........................................................................19 Gambar 2.13 Motor DC 12V ..............................................................................22 Gambar 2.14 Fluks Magnet Motor DC ...............................................................23 Gambar 2.15 Bentuk Fisik LCD Topway ...........................................................24
Gambar 2.16 Metode Ekstraksi Gas Metode Vakum dan stripping ...................29 Gambar 2.17 Syringe ..........................................................................................32
Gambar 2.18 Oil Flushing Unit ...........................................................................32 Gambar 2.19 Vial ................................................................................................33
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem ....................................................................35 Gambar 3.2 Flowchart Penelitian ......................................................................37
Gambar 3.3 Desain Alat Automatic Syringe Shaker ........................................38 Gambar 3.4 Desain Komponen Mekanik Alat Automatic Syringe Shaker .......39
Gambar 3. 5 Myrkos Field Package ...................................................................40 Gambar 3.6 Desain 2D DGA Field Package ....................................................41 Gambar 3.7 Desain 2D Syringe DGA ...............................................................41
Gambar 3.8 Desain 3D Syringe ........................................................................42 Gambar 3.9 Desain Linear Rail Bearing ...........................................................42
Gambar 3.10 Rangkaian Tombol Push Button ...................................................44 Gambar 3.11 Rangkaian Penggunaan Pin Mikrokontroler Arduino Uno ...........44
Gambar 3.12 Bentuk Driver Motor Tipe L298 ...................................................45
Gambar 3.13 Pin Kaki Motor Driver Tipe L298.................................................46 Gambar 3.14 Perancangan Motor Driver ............................................................47 Gambar 3.15 Rangkaian LCD .............................................................................48
Gambar 3.16 Tampilan LCD...............................................................................48 Gambar 3.17 Flowchart Program ........................................................................50 Gambar 4.1 Blok Kontrol pada Automatic Syringe Shaker Berbasis Arduino Uno
.......................................................................................................52 Gambar 4.2 Gambar Konstruksi Automatic Syringe Shaker Berbasis Arduino Uno
.......................................................................................................53 Gambar 4.3 Bahan Utama Proses Ekstraksi .......................................................54
Gambar 4.4 Tampilan Awal Proses Pengoperasian ...........................................55 Gambar 4.5 Tampilan Timer dan Speed ............................................................55 Gambar 4.6 Hasil Ekstraksi dengan Alat Automatic Syringe Shaker Berbasis
Arduino Uno ....................................................................................57 Gambar 4.7 Hasil Ekstraksi yang Dilakukan Secara Manual ............................58
xii
Gambar 4.8 Hubungan Kecepatan Pengaduk dengan Nilai Absorbansi ............60
Gambar 4.9 Rangkaian Driver Motor Automatic Syringe Shaker......................64 Gambar 4.10 Hubungan RPM dengan Duty Cycle...............................................66 Gambar 4.11 Grafik Hubungan PWM dengan RPM ...........................................66
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Perbedaan Dengan Penelitian Sebelumnya ...........................................7 Tabel 2.2 Konfigurasi dan Fungsi Pin Atmega 328 ............................................10 Tabel 2.2 Konfigurasi dan Fungsi Pin Atmega 328 (lanjutan) ...........................11 Tabel 2.3 Timer pada Mikrokontroler Arduino Uno ..........................................11
Tabel 2.4 Alokasi Pin Driver Motor DC .............................................................15 Tabel 2.5 Hasil Pengukuran Karakteristik Motor DC .........................................22
Tabel 2.6 Konfigurasi Pin LCD Topway ............................................................24 Tabel 2.7 Konfigurasi Pin LCD Topway (lanjutan)............................................25 Tabel 2.8 Gas Terlarut pada Minyak Trafo .........................................................31 Tabel 3.1 Tombol Push Button ..........................................................................44 Tabel 3.2 Pengalamatan Input Output Mikrokontroler Arduino Uno ............45
Tabel 3.3 Logika IC L298 untuk Perancangan Motor DC ..................................47 Tabel 3.4 Pengalamatan LCD ............................................................................48
Tabel 4.1 Blok Kontrol dan Fungsi Rangkaian ...................................................52 Tabel 4.1 Blok Kontrol dan Fungsi Rangkaian (lanjutan) ..................................53
Tabel 4.2 Bagian dan Fungsi Alat .......................................................................53 Tabel 4.2 Bagian dan Fungsi Alat (lanjutan) ......................................................54
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Proses Manual dan Alat Automatic Syringe Shaker
Berbasis Arduino Uno dengan Menggunakan Panjang Gelombang
Sebesar 167 nm .....................................................................................59 Tabel 4.4 Absorbansi Larutan pada Kecepatan dan Waktu Ekstraksi ................60 Tabel 4.5 Pengujian Timer ..................................................................................61
Tabel 4.6 Data Hasil Pengujian Tombol Push Button ........................................63 Tabel 4.7 Data Pengujian Driver Motor Shield dan Power Supply Dc 12
Volt 2 Ampere ......................................................................................63 Tabel 4.8 Pengujian PWM dan RPM Motor DC ................................................65
xiv
DAFTAR SINGKATAN DAN SIMBOL
SINGKATAN
ADC : Analog to digital converter
APP : Area pelaksana pemeliharaan
CCM : Continuous conduction mode
DCM : Discontinuous conduction mode
DGA : Dissolved gas analysis
IDE : Integrated development environment
IC : Integrated circuit
LCD : Liqud crsytal display
PWM : Pulse width modulation
RPM : Revolutions per minute
SIMBOL
D : Duty cycle
I : Arus
V : Tegangan
Vi : Input voltage
Vo : Output voltage
VL : Tegangan Induktor
ton : Lama Waktu Saklar On
T : Periode
toff : Lama Waktu Saklar Off
∆Vo : Riak Tegangan
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Transformator merupakan salah satu bagian paling penting dalam sistem
tenaga listrik yang berfungsi mengkonversikan daya tanpa mengubah frekuensi
listrik. Di lain sisi seringkali transformator menjadi peralatan listrik yang kurang
diperhatikan dan tidak mendapatkan perawatan yang memadai. Transformator yang
sudah dirawat tidaklah lepas dari fenomena kegagalan. Baik kegagalan termal
maupun kegagalan elektris. Jika kegagalan ini berlangsung terus-menerus maka
akan menyebabkan kerusakan.
Salah satu bagian penting dari sistem tenaga listrik adalah transformator.
Pengoperasian transformator daya tidak terlepas dari adanya daya-daya yang
hilang. Daya-daya hilang terkonversi dalam bentuk panas. Panas berlebih biasanya
ditimbulkan oleh berbagai faktor seperti pembebanan berlebih, rugi histerisis, arus
eddy, adanya proses oksidasi yang menghasilkan karat, air, dan lain-lain. Oleh
karena itu, transformator memerlukan isolasi yang berfungsi sebagai pemisah
antara inti transformator tersebut dan sebagai pendingin transformator sehingga
mampu meminimalisir panas yang timbul pada transformator tersebut. Bahan
isolator yang digunakan pada transformator berupa bahan isolator cair ataupun
isolator padat. Bahan isolator cair yang digunakan biasanya merupakan minyak
yang dikenal sebagai minyak trafo.
Susut umur transformator dipengaruhi oleh isolasi belitan trafo dan minyak
trafo. Salah satu kerusakan atau kegagalan isolasi dari minyak trafo diakibatkan dari
perubahan suhu, sehingga mengakibatkan isolasi menjadi rusak dan kenaikan
temperatur minyak akan mengubah sifat minyak tersebut. Apabila perubahan-
perubahan tersebut dibiarkan akan mengakibatkan nilai isolasi dari minyak tersebut
menurun. Faktor pembebanan transformator tersebut berpengaruh terhadap
temperatur minyaknya. Semakin besar beban maka semakin tinggi temperatur.
Semakin rendah beban maka semakin rendah temperatur.
Beberapa waktu terjadi kasus yang menyebabkan beberapa interbus
transformer atau transformator daya yang ada di LSS2 Quarry meledak.
2
Transformator ini meledak dikarenakan beban yang sangat besar pada
transformator yang mengakibatkan interbus transformer atau transformator daya
bekerja pada titik tertingginya selama beberapa waktu secara terus menerus. Hal ini
tentu saja berakibat buruk pada kondisi dan karakteristik dari transformator dan
isolasinya sendiri. Akibat pemakaian pada kondisi 100% secara terus menerus,
maka pada transformator tersebut akan timbul panas pada daerah atau bagian
internal dari transformator atau bisa disebut sebagai temperatur hot-spot. Bila
dibiarkan akan menyebabkan degradasi pada isolasi transformator tersebut,
terutama pada isolasi cair yang berupa minyak yang biasa di sebut sebagai minyak
transformator. Temperatur yang besar dapat mengakibatkan transformator menjadi
panas dan bisa mengurangi keandalan dari transformator tersebut.
Transformator daya memerlukan berbagai macam pengujian isolator. Baik
pengujian isolator padat maupun pengujian isolator minyak. Pengujian fisik
dilakukan dengan menguji bahan isolasi padat dan belitan pada trafo. Sedangkan
pengujian minyak umumnya dilakukan dengan menguji karakteristik minyak
isolator. Seiring perkembangan teknologi ditemukan metode alternatif untuk
melakukan pengujian minyak, yaitu dengan metode pengujian dan analisis jumlah
gas yang terlarut pada minyak transformator atau yang dikenal dengan metode
dissolved gas analysis (DGA).
Gas yang larut dalam minyak trafo dapat diekstraksi dengan berbagai
metode dan identifikasi dari setiap konsentrasi gas dapat ditentukan oleh metode
kromatografi gas. Standar tes ASTM D3612 menjelaskan tiga metode untuk
mengekstraksi gas terlarut dari minyak yaitu metode vakum, syringe, dan
headspace. Kemudian dibandingkan menggunakan standar gas-gas terlarut dalam
minyak [1].
Metode A menggunakan ektraksi vakum dan merkuri yang dapat
membahayakan. Metode ini menggabungkan banyak katup dan pengukur vakum
yang mahal yang digunakan untuk mendeteksi kebocoran dalam sistem. Kerugian
utama dalam metode ini adalah diperlukannya waktu yang lama dalam
pengoperasiannya. Diperlukan dua atau tiga kali ekstraksi untuk memisahkan gas-
gas terlarut dalam sampel minyak. Standar ASTM D3612 metode B menggunakan
kolom stripper dengan head permukaan yang tinggi untuk memisahkan senyawa
3
gas-gas terlarut. [2]. Sedangkan standar ASTM D3612 metode C menggunakan
kromatografi gas headspace. Sampel minyak ditempatkan dalam botol dan
dibiarkan dalam keadaan setimbang pada suhu 70. Sebagian gas yang terlarut
dalam minyak akan berdifusi ke headspace (ruang utama). Keuntungan utama dari
metode ini adalah alat kromatografi yang tersedia secara komersial dan dapat
menganalisa sampel minyak dalam jumlah yang banyak secara otomatis ketika
sampel tersebut ditempatkan dalam vial. Metode lain yaitu metode shake test yang
dikembangkan oleh Morgan Schaffer yang merupakan variasi metode headspace.
Shake test menggunakan kromatografi mikro-gas portabel dan detektor gas
konduktivitas panas. Hal ini berbeda dengan ASTM D3612 metode C di udara
ambien (udara bebas), dengan menghilangkan CO2 dengan cara filtrasi atau
adsorpsi, yang kemudian digunakan untuk membentuk headspace dalam syringe.
[3]
PT. PLN (PERSERO) Area Pelaksana Pemeliharaan (APP) Karawang
merupakan salah satu unit transmisi Jawa Bagian Tengah (TJBT) yang bertugas
memonitoring dan mengendalikan kegiatan pemeliharaan peralatan tenaga listrik di
setiap Gardu Induk wilayah. Sejak tahun 2017, dalam Pemeliharaan trafo APP
Karawang menggunakan metode DGA untuk mengidentifikasi dan menganalisis
gas gas terlarut pada minyak trafo. Pengambilan sampel minyak untuk pengujian
DGA sangat menentukan kehandalan diagnosa yang akan didapatkan. Ada
beberapa hal yang harus diperhatikan dalam pengambilan sampel minyak DGA.
Salah satunya adalah penggunaan syringe. Syringe merupakan suntikan dengan
wadah berbahan kaca untuk pengambilan sampel minyak. Tujuan penggunaan
syringe adalah agar minyak tidak terkontaminasi dengan udara luar, dan
menghindari hilangnya gas-gas ringan yang mudah lepas seperti H2. Setelah
dilakukan pengambilan sampel minyak ke dalam syringe. Selanjutnya syringe
tersebut diekstraksi hingga terbentuk gelembung-gelembung udara dan
ditempatkan kembali pada holder. Hal ini bertujuan untuk mengekstrak kandungan
gas minyak trafo. Dengan demikian, kondisi gas-gas yang terdeteksi dapat
mewakili kondisi kandungan gas di dalam minyak yang sebenarnya. Metode
ekstraksi yang digunakan di PT. PLN APP Karawang yaitu Metode Morgan
Schaffer Pemanfaatan syringe dalam proses pengadukan dan ekstraksi kurang
4
maksimal karena harus dilakukan pengadukan secara manual untuk setiap syringe
nya. Dalam kondisi sebenarnya, dibutuhkan banyak pengujian dan ekstrasi di
lapangan. Selain itu, PT. PLN APP Karawang belum memiliki automatic syringe
shaker dikarenakan harganya relatif mahal.
Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan dengan membuat automatic
syringe shaker dengan menggunakan metode Morgan Schaffer yang dapat
melakukan pengadukan minyak trafo untuk mengekstrasi gas-gas terlarut dalam
minyak trafo secara otomatis dan portable yang dapat digunakan di lapangan. Hasil
DGA dapat dipengaruhi oleh kualitas ekstraksi kandungan gas dalam minyak.
Berdasarkan rutinitas, durasi lama waktu ekstraksi atau ekstraksi gas yaitu 5 menit
bergantung pada kadar kandungan gas dalam minyak. Jika dalam waktu 5 menit
kadar kandungan gas belum terurai, maka perlu diperpanjang lagi durasinya. Oleh
karena itu, dalam penelitian ini akan ditentukan juga variabel waktu dan variabel
kecepatan untuk memperoleh optimisasi syringe shaker.
Berbeda dengan alat Morgan Schaffer yang sudah ada. Pada penelitian ini
untuk proses ektraksi menggunakan dua mode yaitu mode otomatis dan mode
manual. Mode otomatis dengan menginput waktu dan kecepatan yang telah
ditentukan sebelumnya. Sedangkan, mode manual dengan menggunakan
potensiometer untuk mengatur kecepatan motor pada saat proses ekstraksi
dilakukan.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang di atas, maka rumusan permasalahan
yang ada yaitu sebagai berikut:
a. Bagaimana karakteristik spesifikasi desain rancang bangun automatic
syringe shaker?
b. Bagaimana sistem kontrol pada alat automatic syringe shaker?
c. Bagaimana pengaruh variabel waktu dan variabel kecepatan terhadap
kualitas ektraksi minyak trafo?
1.3 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk :
5
a. Menentukan spesifikasi desain rancang bangun automatic syringe
shaker.
b. Menentukan sistem kontrol pada automatic syringe shaker.
c. Mengetahui pengaruh variabel waktu dan variabel kecepatan syringe
terhadap kualitas ektraksi minyak trafo.
1.4 Manfaat
Manfaat yang diharapkan dari kegiatan ini antara sebagai berikut:
a. Dapat membuat alat ekstrasi otomatis gas-gas minyak trafo sebagai
media pendukung uji DGA.
b. Dapat mengetahui optimisasi automatic syringe shaker terhadap
kualitas ekstraksi minyak trafo.
c. Mengurangi tingkat kegagalan uji DGA akibat ekstrasi minyak trafo
yang dilakukan secara manual.
d. Meningkatkan efektivitas dan produktivitas kegiatan pemeliharaan
minyak trafo yang dilakukan oleh Tim HAR PLN APP.
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan penelitian yang dilaksanakan adalah sebagai
berikut:
Bab I berisi pendahuluan. Pada bab ini dijelaskan secara singkat mengenai
latar belakang penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika
penulisan laporan penelitian.
Bab II berisi tinjauan pustaka. Pada bab ini dijelaskan tentang uraian
penelitian yang dilakukan oleh peneliti sebelumnya yang berhubungan dengan
penelitian yang diambil. Bab ini juga menjelaskan tentang landasan teori yang
berhubungan dengan penelitian.
Bab III berisi metodologi penelitian. Pada bab ini akan dijelaskan mengenai
tahap-tahap dan prosedur penelitian yang dilakukan. Prosedur penelitian
digambarkan dengan diagram alir yang dijelaskan pada awal bab III.
Bab IV berisi hasil dan pembahasan. Pada bab ini akan dijelaskan tentang
spesfikasi karakteristik desain automatic syringe shaker.
6
Bab V berisi kesimpulan dan saran. Pada bab ini diberikan kesimpulan dan
saran, sebagai hasil dari penelitian mengenai pembuatan alat automatic syringe
shaker yang telah dilakukan.
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Penelitian Sebelumnya
Alat pada penelitian ini menggunakan desain industri dari alat “Syringe
Shaker” yang dibuat oleh Morgan Schaffer. Dari pembuatan alat tersebut
menghasilkan desain alat industri untuk proses pengadukan dan ekstraksi minyak
trafo dengan syringe secara otomatis yang terdiri dari 3 buah syringe, table shaker
dan tombol ON/OFF. Adapun perbedaan antara referensi dengan penelitian ini
dapat dilihat pada tabel 2.1 berikut.
Tabel 2. 1 Perbedaan Dengan Penelitian Sebelumnya
No Penelitian Sebelumnya Penelitian Sekarang
1 Menggunakan mode manual yaitu
dengan potensiometer untuk
mengatur kecepatan syringe
shaker. [3]
Menggunakan dua mode yaitu mode
manual dan mode otomatis. Mode
manual dengan potensiometer dan
mode otomatis dengan input nilai
pwm untuk mengatur kecepatan
syringe shaker
2 Menggunakan tombol ON dan
OFF untuk menghidupkan dan
mematikan alat pada saat
dilakukan proses ektraksi tanpa
memperhatikan waktu proses
ekstraksi. [3]
Menggunakan timer untuk
mengatur lamanya proses ekstrasi
secara otomatis.
2.2 Ekstraksi
Ekstraksi atau extraction adalah cara menarik satu atau lebih zat-zat dari
bahan asal yang umumnya zat berkhasiat tersebut tertarik dalam keadaan
(khasiatnya) tidak berubah. Istilah ekstraksi hanya dipergunakan untuk penarikan
zat – zat dari bahan asal dengan menggunakan cairan penarik atau pelarut [4].
8
2.3 Modul Mikrokontroler Arduino Uno
Arduino Uno adalah sebuah perangkat keras keluaran dari Arduino Italy
yang berupa minimum system dengan menggunakan mikrokontroler Atmega 328
[5]. Bentuk fisik dari Arduino Uno bisa dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Modul Mikrokontroler Arduino Uno
Mikrokontroler Arduino Uno memiliki 14 pin digital yang diantaranya
terdapat 6 pin yang dapat digunakan sebagai output Pulse Width Modulation atau
PWM yaitu pin D.3, D.5, D.6, D.9, D.10, D.11 dan 6 pin input analog.
Menggunakan osilator sebesar 16 MHz, koneksi USB, ICSP header dan tombol
reset. Untuk konfigurasi pin Atmega 328 pada Arduino dapat dilihat pada Gambar
2.2.
Gambar 2.2 Konfigurasi Pin Atmega 328 / Atmega 168 pada Arduino Uno
9
Pemograman pada Arduino Uno menggunakan bahasa C. Untuk
pemrogramannya menggunakan suatu perangkat lunak yang bisa digunakan untuk
semua jenis Arduino (Gambar 2.3). Mikrokontroler yang digunakan pada Arduino
Uno adalah Atmega 328 yang di dalamnya sudah terpasang bootloader yang
memungkinkan pengguna untuk mengunggah kode tanpa menggunakan
tambahan perangkat keras.
Gambar 2.3 Perangkat Lunak Arduino
Fasilitas komunikasi yang dimiliki mikrokontroler Arduino Uno meliputi
komunikasi antara Arduino Uno dengan komputer, Arduino Uno dengan Arduino
lain, dan Arduino Uno dengan mikrokontroler lain. Hal tersebut dikarenakan
mikrokontroler Atmega 328 yang digunakan pada Arduino Uno menyediakan
fasilitas USART (Universal Synchronous and Asynchronous Serial Receiver and
Transmitter) yang terdapat pada pin D.0 ( Rx ) dan pin D.1 ( Tx ).
2.3.1 Mikrokontroler Atmega 328
Dalam penelitian ini mikrokontroler yang digunakan adalah
mikrokontroler Atmega 328. Hal ini karena mikrokontroler jenis ini sangat
kompatibel dengan modul mikrokontroler Arduino Uno yang digunakan. Atmega
328memiliki fitur 32 kByte downloadable flash memory, 1 kByte Electrically
Erasable Programable Read - Only Memory (EEPROM), 2 kByte internal Static
Random Acess Memory (SRAM), 2 Timer / Counter 8 bit dan 1 Timer / Counter
10
16 bit, 6 kanal PWM, Serial USART yang dapat diprogram dan frekuensi kerja
dapat mencapai 20MHz [6]. Untuk fungsi dari masing - masing pin yang ada pada
Atmega 328 bisa dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Konfigurasi dan Fungsi Pin Atmega 328
No Pin Nama Pin Keterangan
7 VCC Sumber tegangan positif
8, 22 GND Ground
9, 10, 14, Port B Masing-masing pin pada port B memiliki resistor pull-up
15,16,17, (PB7:0) internal dan dapat digunakan sebagai 8 bit I/O digital.
18, 19 Untuk Pin PB.6 dan PB.7 terhubung dengan kristal 16
MHz dan tidak digunakan sebagai I/O. Pin PB.1- pin
PB.3 dapat digunakan sebagai output PWM.
1, 23, 24, Port C Masing-masing pin pada port C memiliki resistor pull-up
25, 26,
27,
(PC6:0) internal dan dapat digunakan sebagai 7 bit I/O analog.
Pin
28 PC.6 sebagai input reset.
13 PD7 AIN1 (Analog Comparator Negative Input)
PCINT23 (Pin Change Interupt 23)
12 PD6 AIN0 (Analog Comparator Negative Input)
OC0A (Timer/Counter 0 Output Compare Match A
output)
PCINT22 (Pin Change Interupt 22)
11 PD5 T1 (Timer/Counter 1 External Counter Input)
OC0B (Timer/counter 0 Output Compare Match B
Output)
PCINT21 (Pin Change Interupt 21)
10 PD4 XCK (USART External Clock Input/Output)
T0 (Timer/Counter 0 External Counter Input)
PCINT20 (Pin Change Interupt 20)
11
Tabel 2.3 Konfigurasi dan Fungsi Pin Atmega 328 (lanjutan)
2.3.2 Timer / Counter pada Mikrokontroler Arduino Uno
Ada 3 (tiga) buah timer yang tersedia pada mikrokontroler ATmega 328 dan
dapat dikonfigurasi untuk memenuhi kebutuhan penggunanya [7]. Fungsi dari
ketiga timer tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.4 Timer pada Mikrokontroler Arduino Uno
Timer Fungsi Pin Output
Timer 0 • Waktu delay dengan satuan millisecond
• Pengendali output PWM
Pin 5 dan 6
Timer 1 Pengendali output PWM Pin 9 dan 10
Timer 2 Pengendali output PWM Pin 3 dan 11
Dari ketiga timer tersebut hanya timer 0 yang dilengkapi dengan ISR
(Interupt Service Routine) sehingga untuk keperluan PWM (Pulse With Modulation
) menggunakan Timer 1 yang akan mengatur pin 9 dan 10 sedangkan untuk timer 2
9 PD3 INT1 (External Interupt 1 input)
OC2B (Timer/counter 2 Output Compare Match B
Output)
PCINT19 (Pin Change Interupt 19)
8 PD2 INT0 (External Interupt 1 input)
PCINT18 (Pin Change Interupt 18)
7 PD1 TXD (USART Output Pin)
PCINT17 (Pin Change Interupt 17)
6 PD0 RXD (USART Input Pin)
PCINT16 (Pin Change Interupt 16)
2, 3, 4, 5,
6,
11, 12, 13
Port D
(PD7:0)
Untuk konfigurasi alternatif port D dapat dilihat pada
tabel 2.2.
20 AVcc Sumber tegangan positif untuk konversi analog ke digital
21 Aref Tegangan reverensi utuk konversi analog ke digital
12
akan mengatur pin 3 dan 11.
Hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan timer adalah :
1. Inisialisasi
Inisialisasi digunakan pertama kali untuk menentukan periode timer
karena secara default bernilai satu detik.
2. Pengaturan Periode
Mikrokontroler arduino memiliki periode minimal satu mikro detik atau
1 MHz dan periode maksimal 8388480 mikrodetik atau 8,3 detik.
Pengaturan periode ini akan merubah interrupt dan frekuensi kedua
output PWM.
3. PWM
Pin output untuk timer.1 adalah pin 9 dan 10 sedangkan timer2 memiliki
output pin 2 dan 11. Duty cycle yang dimiliki adalah 10 bit sehingga
dapat diatur mulai dari nol sampai 1023.
4. Fungsi Interrupt
Pemanggilan fungsi interrupt dalam mikro detik. Perlu diperhatikan
dalam penggunaan fungsi interrupt karena akan berjalan pada frekuensi
tinggi, atau CPU tidak akan pernah masuk ke program utama dan
program akan terkunci pada fungsi interupt.
5. Mematikan Pin PWM
Dengan mematikan PWM makan pin tersebut dapat digunakan untuk
fungsi yang lain.
2.4 Tombol
Tombol adalah sebuah alat yang berfungsi sebagai penghubung dan
pemutus arus listrik. Dalam rangkaian elektronika dan rangkaian litstrik, tombol
atau saklar berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan arus listrik yang
mengalir dari sumber tegangan menuju beban (output) atau dari sebuah system ke
system lainnya [8].
Dalam perancangan alat elektronika tombol bisa dipasang secara langsung
atau diberi rangkaian tambahan apabila dalam perancangan menggunakan IC
digital. Hal tersebut dimaksudkan untuk menghindari bounce atau posisi
13
mengambang apabila IC diberi masukan melalui sebuah tombol (ketika tombol
ditekan). Terdapat dua jenis rangkaian pada masukan yaitu rangkaian pull-up dan
pull-down.
Rangkaian Pull-up adalah suatu rangkaian tambahan yang menghubungkan
masukan IC supaya default mendapat logic 1 (satu). Ketika mendapat trigger maka,
masukkan akan berubah menjadi logic 0 (nol) atau sering disebut juga dengan
active low. Rangkaian pull-up dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4 Rangkaian Pull Up
Besarnya resistansi resistor dalam rangkaian pull-up harus diperhatikan
karena akan menentukan besarnya arus yang mengalir ke mikrokontroler. Sesuai
dengan hukum Ohm, maka besarnya resistansi resistor dapat dihitung dengan
persamaan:
VR
I= (2.1)
Dengan : R = resistansi resistor (ohm)
V = tegangan catu daya (volt)
I = arus yang dijinkan masuk ke pin mikrokontroler (ampere)
Untuk gambar tombol (push button) dapat dilihat pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Tombol (Push Button)
14
2.5 Shield Driver Motor DC 2A
Modul ini memungkinkan Arduino untuk mendrive 2 (dua) buah chanel
motor DC. Modul ini menggunakan IC L298N yang merupakan jenis IC driver dan
mampu untuk menghantarkan arus pada masing masing chanelpada modul sebesar
2 A [9]. IC L298N sama sepertihalnya IC L298 yang dimana di dalamnya terdiri
dari transistor transistor logic (TTL) dengan gerbang NAND yang memudahkan
dan dapat menentukan arah putaran suatu motor DC. Untuk pengaturan kecepatan
putaran motor pada modul ini diperoleh dari PWM pada Arduino yang terdapat
pada pin 5 dan 6 dan untuk fungsi enable dan disable motor dapat diatur dengan
Arduino pin digital 4 dan 7. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 2.4.
Modul ini bisa disuplai dari power suply yang terdapat pada Arduino yaitu
4,8 V ataupun power suply tambahan diluar Arduino dengan maksimal tegangan
35V. Gambar 2.6 menunjukkan gambar driver motor shield beserta diagramnya.
Gambar 2.6 Driver Motor Shield beserta Diagramnya [8]
Speed Control Mode : Berisikan barisan jumper yang menunjukkan mode
yang akan digunakan PWM atau PLL. Untuk PWM
mode digunakan pin E1 dan E2 untuk menghasilkan
sinyal PWM. Sedangkan untuk PLL mode digunakan
pin M1 dan M2 untuk menghasilkan sinyal PLL.
15
Power Selection mode : Berisikan pin untuk memilih power suplay yang
digunakan Motor. Berasal dari Arduino atau suplay dari
eksternal power suplay dengan cara menggeser pin
VIN (Arduino power suplay) menjadi PWRIN
(Eksternal power suplay). Dapat dilihat pada Gambar
2.7.
Gambar 2.7 Power Selection Mode
Tabel 2. 5 Alokasi Pin Driver Motor DC
"PWM Mode" "PLL Mode"
Pin Function Pin Function
Digital 4 Motor 2 Direction
control Digital 4 Motor 2 Enable control
Digital 5 Motor 2 PWM control Digital 5 Motor 2 Direction control
Digital 6 Motor 1 PWM control Digital 6 Motor 1 Direction control
Digital 7 Motor 1 Direction
control Digital 7 Motor 1 Enable control
2.6 Buck Converter
Buck converter adalah salah satu topologi DC-DC konverter yang
menghasilkan tegangan keluaran yang lebih kecil dari tegangan masukannya.
Tegangan keluaran yang dihasilkan mempunyai polaritas yang sama dengan
tegangan masukannya. Buck converter biasa disebut juga sebagai step-down
converter [10]. Topologi buck converter dapat dilihat pada Gambar 2.8.
16
Gambar 2.8 Topologi Buck Converter
Gambar 2.8 menunjukkan komponen utama pada topologi buck converter
yang terdiri dari saklar, dioda, induktor, dan kapasitor. Prinsip kerja rangkaian ini
adalah dengan kendali pensaklaran. Saklar dapat berupa transistor, MOSFET, atau
IGBT. Kondisi saklar terbuka dan tertutup ditentukan oleh isyarat PWM. Pada saat
saklar tertutup maka seluruh komponen akan terhubung dengan sumber tegangan.
Keadaan ini disebut dengan kondisi on. Sedangkan saat saklar terbuka maka seluruh
komponen akan terisolasi dari sumber tegangan. Keadaan ini disebut dengan
kondisi off.
Gambar 2.9 Rangkaian Saat Kondisi On
Gambar 2.9 menunjukkan buck converter berada pada kondisi on. Saat
kondisi on saklar tertutup sehingga dioda akan reverse bias dan arus dari tegangan
sumber Vin akan mengalir melalui induktor menuju beban dan kembali lagi ke
sumber. Karena tegangan yang diberikan kepada induktor konstan, maka arus yang
melewati induktor meningkat secara linier [10]. Dengan demikian maka persamaan
tegangan pada rangkaian dapat dihitung dengan Persamaan (2.2).
17
𝑉𝑖𝑛 = 𝑉𝐿 + 𝑉𝑜𝑢𝑡
𝑉𝑖𝑛 = 𝐿∆𝑖
∆𝑡𝑜𝑛+ 𝑉𝑜𝑢𝑡 (2.2)
Dimana :
Vin = Tegangan masukan
VL = Tegangan induktor
Vout = Tegangan keluaran
Gambar 2.10 Rangkaian Saat Kondisi Off
Gambar 2.10 menunjukkan buck converter berada pada saat kondisi off.
Saat kondisi off saklar terbuka sehingga arus dari sumber input tidak dapat mengalir
melewati saklar ini. Hal ini menyebabkan sumber dari tegangan output sekarang
berasal dari induktor dan kapasitor dimana dioda menjadi forward bias. Arus
mengalir dari induktor ke beban melalui dioda dan kembali menuju induktor.
Karena tegangan induktor menjadi lebih kecil dibandingkan saat kondisi on dan
konstan, maka arus yang melewati induktor akan menjadi turun secara linier [10].
Dengan demikian maka didapatkan Persamaan (2.3).
𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑉𝐿
𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝐿∆𝑖
∆𝑡𝑜𝑓𝑓
𝐿∆𝑖 = 𝑉𝑜𝑢𝑡 𝑥 ∆𝑡𝑜𝑓𝑓 (2.3)
Dimana :
Vout = Tegangan keluaran
VL = Tegangan induktor
Buck converter akan bekerja dengan kondisi saklar yang berubah dari on
menjadi off secara terus-menerus. Berdasarkan kondisi buck converter tersebut
maka didapat bentuk pulsa switching seperti pada Gambar 2.11.
18
on on
off off
T
T
(a) (b)
Gambar 2.11 Pulsa Switching (a) Duty Cycle 60% (b) Duty Cycle 40%
Gambar 2.11 menjelaskan mengenai pulsa switching, dimana lamanya
waktu on dapat divariasikan, namun tetap pada periode yang sama. Dengan
demikian didapat dihitung duty cycle dari pulsa switching dengan menggunakan
Persamaan (2.4) [11].
𝐷 =
𝑡𝑜𝑛
𝑇 (2.4)
Dimana :
D = Duty Cycle
ton = Lama waktu saklar on
T = Periode
Dengan menggunakan Persamaan (2.4) dapat diketahui bahwa besarnya
duty cycle dipengaruhi oleh waktu saklar dalam kondisi on. Semakin lama waktu
saklar dalam kondisi on maka semakin besar pula duty cycle yang dihasilkan.
Dengan demikian dapat diketahui bahwa Gambar 2.11 (a) memiliki duty cycle yang
lebih tinggi dibanding Gambar 2.11 (b).
Tegangan keluaran dari buck konverter dapat diketahui dengan
menggunakan Persamaan (2.2) dan Persamaan (2.3). Sehingga didapat Persamaan
(2.5) [11].
𝑉𝑖𝑛 = 𝑉𝑜𝑢𝑡 𝑥 ∆𝑡𝑜𝑓𝑓
∆𝑡𝑜𝑛+ 𝑉𝑜𝑢𝑡
𝑉𝑖𝑛 = 𝑉𝑜𝑢𝑡 ( ∆𝑡𝑜𝑓𝑓
∆𝑡𝑜𝑛+ 1)
𝑉𝑖𝑛 = 𝑉𝑜𝑢𝑡 ( ∆𝑡𝑜𝑓𝑓
∆𝑡𝑜𝑛+
∆𝑡𝑜𝑛
∆𝑡𝑜𝑛)
19
𝑉𝑖𝑛 = 𝑉𝑜𝑢𝑡 ( ∆𝑡𝑜𝑓𝑓 + ∆𝑡𝑜𝑛
∆𝑡𝑜𝑛)
Karena T = ∆𝑡𝑜𝑓𝑓 + ∆𝑡𝑜𝑛 maka
𝑉𝑖𝑛 = 𝑉𝑜𝑢𝑡 ( 𝑇
∆𝑡𝑜𝑛)
Dengan persamaan 2.4 maka didapatkan
𝑉𝑖𝑛 = 𝑉𝑜𝑢𝑡 ( 1
𝐷)
𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝐷 𝑥 𝑉𝑖𝑛 (2.5)
Dimana :
Vout = Tegangan keluaran (V)
D = Duty Cycle
Vin = Tegangan input (V)
Berdasarkan Persamaan (2.5) dapat diketahui bahwa semakin besar duty
cycle yang dihasilkan maka semakin besar pula daya keluaran yang dihasilkan oleh
buck converter. Dengan demikian hasil daya yang dikeluarkan pada Gambar 2.11
(a) lebih besar dari Gambar 2.11 (b).
Agar sistem beroperasi pada daerah yang kontinyu maka arus induktor harus
tetap kontinyu dalam satu periode. Arus induktor selama satu periode dalam
keadaan tunak dapat dilihat pada Gambar 2.12.
Gambar 2.12 Arus Induktor [10]
20
Gambar 2.12 menunjukkan arus bahwa arus rata-rata induktor IL dalam
kondisi tunak adalah sama dengan arus beban Io. Gambar 2.11 menunjukkan bahwa
arus induktor berada pada sekitar arus rata-ratanya dengan nilai arus maksimum
sebesar Io + ∆IL dan arus minimum Io - ∆IL [10].
Buck converter dapat dioperasikan dalam 2 mode, yaitu continuous
conduction mode (CCM) dan discontinuous conduction mode (DCM). Di dalam
continuous conduction mode, arus akan terus mengalir melewati induktor atau
dengan kata lain arus pada induktor tidak pernah mencapai nilai nol. Di dalam
discontinuous conduction mode, arus yang mengalir melewati induktor akan
bernilai nol untuk rentang waktu tertentu [10].
Besarnya nilai induktor akan mempengaruhi pengoperasian dari buck
converter. Pemasangan induktor di atas nilai mininal akan menjadikan buck
converter berada pada mode CCM. Demikian pula sebaliknya, pemasangan
induktor dengan nilai di bawah nilai minimal akan menjadikan buck converter
bekerja pada mode DCM [10].
Penentuan nilai minimal induktor yang dibutuhkan didapat dengan
menggunakan Persamaan (2.6) [11].
𝐿𝑚𝑖𝑛 =
(1 − 𝐷)𝑅
2 𝑥 𝑓 (2.6)
Dimana :
D = Duty cycle
R = Resistor (Ω)
f = Frekuensi (Hz)
Tegangan keluaran sistem pada kenyataannya tidak dapat bernilai konstan
secara sempurna. Hal ini dikarenakan kapasitor yang digunakan akan terus
melakukan pengisian dan pelepasan muatan [10]. Sehingga diperlukan kapasitor
dengan nilai tertentu agar riak tegangan yang dihasilkan kecil.
Penentuan nilai minimal kapasitor yang dibutuhkan didapat dengan
menggunakan Persamaan (2.7) [11].
𝐶𝑚𝑖𝑛 =
1 − 𝐷
8 𝑥 ∆𝑉𝑜 𝑥 𝐿 𝑥 𝑓2 (2.7)
Dimana :
21
D = Duty cycle
∆Vo = Riak tegangan (V)
L = Induktor (H)
f = Frekuensi (Hz)
2.7 Motor DC 12 V
Motor adalah mesin yang merubah energi listrik menjadi energi mekanis.
Pada motor arus searah (motor DC) energi listrik yang diubah adalah energi arus
searah yang berasal dari sumber tegangan listrik arus searah. Dimana sumber
tegangan ini dihubungkan kepada rangkaian medan dan rangkaian jangkar dari
motor tersebut [12].
Motor DC memiliki suatu nilai efisiensi karena tidak mungkin seluruh
energi listrik yang diterima oleh motor diubah menjadi energi mekanis, karena
motor DC memiliki tahanan kumparan jangkar, tahanan kumparan medan,
tahanan sikat dan kontak sikat, koefisien gesek antara sikat dengan komutator,
poros rotor dengan bantalan roda, permukaan rotor dengan celah udara, sifat
ferromagnetik bahan penyusun inti jangkar dan lain sebagainya, yang
menyebabkan sejumlah energi terbuang ataupun diserap oleh motor selama proses
pengkonversian energi tersebut.Secara garis besar, jenis motor DC dapat dibagi
menjadi dua yaitu motor DC bersikat dan motor DC tanpa sikat.
Persamaan dari kedua jenis motor DC tersebut adalah memiliki dua bagian
utama: Rotor yaitu bagian yang berputar, dan stator yang diam. Sedangkan
perbedaan-nya adalah, pada jenis motor DC bersikat rotor-nya bersifat elektro-
magnetik dan bagian stator-nya bersifat magnet-alami, sedangkan pada motor DC
tanpa sikat hal tersebut berkebalikan, begitu juga dengan karakteristik dan aplikasi
dari masing masing jenis motor tersebut.
Jenis motor DC yang digunakan pada rancang bangun alat automatic
syringe shaker minyak trafo adalah motor DC pololu. Berikut adalah hasil
pengukuran karakteristik motor DC.
22
Tabel 2. 6 Hasil Pengukuran Karakteristik Motor DC
Karakteristik Nilai
Operation Voltage (Volt) : 12
No Load Current (Ampere) : 0,46
Stall Current(Ampere) : 5,17
Stall_Torque (N-m) : 1,11
Starting Voltage (Volt) : 0,9
Max Speed (Rpm) : 235
Max Power (Watt) : 6,84
Max Efisiensi (percent) : 26,21
Motor Resistance (Ohm) : 2,76
Torque Constant (N-m / Amp) : 0,26
Back EMF Constant Volt/(Rad/s) : 0,49
Untuk gambar dari salah satu jenis motor DC pololu dapat dilihat pada
Gambar 2.13.
Gambar 2.13 Motor DC 12V
Sistem pengendalian kecepatan putaran motor DC dengan magnet
permanen ini menggunakan pengendalian modulasi lebar pulsa (Pulse Width
Modulation,). Hal ini dapat dilakukan dengan cara mengubah tegangan masukan
23
Ea dengan mengingat fluks magnetnya tetap. Motor DC magnet permanen ini
ditunjukkan seperti pada Gambar 2.14 di bawah ini.
Gambar 2.14 Fluks Magnet Motor DC
Sistem motor DC magnet permanen Dengan mengabaikan La persamaan
tegangan pada rangkaian jangkar (armature) dituliskan :
𝐸𝑎 = 𝐼𝑎 𝑅𝑎 + 𝐸𝑏 (2.8)
Untuk keadaan tunak (steady state) dinyatakan sebagai berikut :
𝐸𝑎 = 𝐼𝑎 𝑅𝑎 + 𝐸𝑏 (2.9)
Berdasarkan sistem dasar motor DC magnet permanen di atas dapat
dituliskan persamaan sebagai berikut :
𝐸𝑏 = 𝐶 𝑛 𝜑 (2.10)
Dimana C adalah konstanta, φ adalah fluks magnet, dan n adalah kecepatan
putaran (rpm). Karena nilai fluks magnet konstan maka pengendalian kecepatan
putaran motor DC ini dilakukan dengan cara mengubah tegangan masukan Ea.
2.8 Liquid Crystal Display (LCD)
Liquid Crystal Display (LCD) merupakan material yang mengalir seperti
cairan, tetapi memiliki struktur molekul dengan sifat-sifat yang bersesuaian dengan
padatan (solid). Ada 2 tipe utama LCD yang dikembangkan, yaitu field effect dan
dynamic scattering. Keunggulan LCD dibandingkan dengan LED adalah daya yang
diperlukan lebih rendah, tampilan yang lebih lengkap (angka, huruf garis dan
warna) dan kemudahan dalam memprogram. Untuk kerugian dari LCD sendiri
adalah lifetime yang lebih singkat, waktu tanggap yang lebih lambatdan
membutuhkan sumber cahaya baik internal maupun eksternal [13].
Pada tugas akhir ini LCD yang digunakan adalah LCD Topway
24
LMB162AFC 2x16 karakter dan i2c LCD. Untuk pemasangannya LCD ini
membutuhkan 3(tiga) jalur kontrol dan 8 (delapan) jalur data (untuk mode 8 bit)
atau 4(empat) jalur data (untuk mode 4 bit). Ketiga jalur kontrol yang dimaksud
adalah pin E, RS, dan R/W. Bentuk fisik LCD dapat dilihat pada Gambar 2.15 dan
konfigurasi pin 1~19 pada LCD jenis Topway dapat dilihat pada Tabel 2.6.
Gambar 2.15 Bentuk Fisik LCD Topway
Tabel 2.7 Konfigurasi Pin LCD Topway
No Pin Nama Pin Fungsi Pin Keterangan
1 VSS Sumber Tegangan Ground
2 VDD Sumber Tegangan Sumber tegangan positif
3 V0 Sumber Tegangan
Sumber tegangan referensi
untuk
mengatur kontras LCD
4 RS Sumber Tegangan Register select
5 R/W Input Read / Write control bus
6
7 E Input Data Enable, sering disebut
“EN”
8 DB0 I /O Bi-directional tri-state data
bus
25
Tabel 2.8 Konfigurasi Pin LCD Topway (lanjutan)
No Pin Nama Pin Fungsi Pin Keterangan
9 DB0
I /O
Bi-directional tri-state data
bus
10 DB0
11 DB0
12 DB0
13 DB0
14 DB0
15 BLA Sumber Tegangan Sumber tegangan positif
backlight
16 BLK Sumber Tegangan Sumber tegangan negatif
backlight
Pin Enable (E) digunakan untuk mengaktifkan LCD. Sebelum mengirim
data ke LCD pin E harus berlogika satu (high). Data yang dikirim terletak pada jalur
data.Transisi dari logika satu (high). Data yang dikirim terletak pada jalur data.
Transisi dari logika satu (high) ke logika nol (low) menginformasikan LCD untuk
mengambil data pada jalur kontrol dan jalur data. Pin RS adalah pin register select.
Saat pin RS berlogika nol (low), data yang dikirim adalah perintah-perintah seperti
membersihkan layar, posisi kursor, dll. Jika pin RS berlogika 1 (high), maka data
yang dikirim adalah teks data dimana teks ini yang harus ditampilkan di layar. Pin
R/W adalah pin Read/Write. Pada saat pin R/W berlogika 0 (low), informasi pada
jalur data berupa pengiriman data ke LCD (write). Sedangkan saat pin R/W
berlogika high, informasi pada jalur data berupa pengambilan data dari LCD (read).
2.9 Karakteristik yang Harus Diperhatikan pada Minyak Trafo
Minyak isolator harus memiliki beberapa karakteristik tertentu agar dapat
menjalankan fungsinya dengan baik. Karakteristik ini harus terus dipantau dan
diperhatikan secara terus-menerus. Karakteristik tersebut antara lain :
26
1. Kejernihan Penampilan (Appearance)
Warna minyak yang baik adalah warna yang jernih dan bersih, seperti
air murni. Selama transformator dioperasikan, minyak isolator akan
melarutkan suspensi / endapan (sludge). Semakin banyak endapan yang
terlarut, maka warna minyak akan semakin gelap.
2. Viskositas Kinematik (Kinematic Viscosity)
Viskositas kinematik merupakan tahanan dari cairan untuk mengalir
kontinu dan merata tanpa adanya gesekan dan gaya-gaya lain. Sebagai
media pendingin, nilai viskositas memegang peranan penting dalam
pendinginan, sebagai faktor penting dalam aliran konveksi untuk
memindahkan panas. Makin rendah viskositas, semakin bagus pula
konduktivitas termalnya sehingga makin bagus kualitas dari minyak
trafo tersebut.
3. Massa Jenis (Density)
Massa jenis merupakan perbandingan massa suatu volume cairan pada
temperatur 15.56°C dengan massa air pada volume dan temperatur yang
sama. Massa jenis minyak trafo harus lebih rendah daripada air.
4. Titik Nyala (Flash Point)
Titik nyala menunjukkan bahwa minyak trafo dapat dipanaskan sampai
temperatur tertentu sebelum uap yang timbul menjadi api yang
berbahaya. Makin tinggi titik nyala semakin baik.
5. Titik Tuang (Pour Point)
Titik tuang merupakan temperatur terendah saat minyak masih akan
terus mengalir saat didinginkan pada temperatur dibawah temperatur
normal. Minyak isolator diharapkan memiliki titik tuang yang serendah
mungkin.
6. Angka Kenetralan (Neutralization Number)
Angka kenetralan merupakan angka yang menunjukkan penyusun asam
minyak isolator dan dapat mendeteksi kontaminasi minyak,
menunjukkan kecenderungan perubahan kimia, cacat atau indikasi
perubahan kimia dalam bahan tambahan (additive). Angka kenetralan
27
merupakan petunjuk umum untuk menentukan apakah minyak sudah
harus diganti atau harus diolah.
7. Stabilitas/Kemantapan Oksidasi (Oxydation Stability)
Proses oksidasi menyebabkan bertambahnya kecenderungan minyak
untuk membentuk asam dan kotoran zat padat yang nantinya akan
membentuk endapan (sludge). Asam menyebabkan korosi pada logam
dalam peralatan transformator sedangkan kotoran zat padat
menyebabkan transfer panas menjadi terganggu. Minyak isolator
diharapkan memiliki stabilitas oksidasi yang tinggi dan kemampuan
pelarutan yang rendah sehingga meminimalisir persentase terjadinya
oksidasi.
8. Kandungan Air (Water Content)
Adanya air dalam minyak isolator akan menurunkan tegangan tembus
dan tahanan jenis minyak isolator, serta memacu munculnya hot spot
sehingga nantinya akan mempercepat kerusakan isolator kertas (kertas
dan kayu). Sebagai tambahan, pemanasan yang berlebihan pada
transformator akan menyebabkan isolasi kertas pada belitan akan
membusuk dan menurunkan umur isolator. Membusuknya isolasi kertas
juga akan jumlah kandungan air. Pemecahan molekul serat kertas akan
melepaskan sejumlah atom hidrogen dan oksigen bebas yang nantinya
akan membentuk air (H20). Naiknya temperatur lebih lanjut akan
menuebabkan air bergerak dari isolasi kertas menuju minyak dan
menurunkan tegangan tembus minyak. Minyak isolator diharapkan
memiliki kandungan air serendah mungkin.
9. Tegangan Tembus (Breakdown Voltage)
Tegangan tembus menunjukkan kemampuan untuk menahan electric
stress (volt). Kandungan air bebas dan partikel-partikel konduktif dapat
menaikkan tingkat electric stress dan menurunkan nilai tegangan
tembus. Minyak isolator diharapkan memiliki nilai tegangan tembus
yang tinggi.
10. Faktor Kebocoran Dielektrik (Dielectric Dissipation Factor)
28
DDF merupakan ukuran dari dielectric losses minyak. Tingginya nilai
DDF menunjukkan adanya kontaminasi atau hasil kerusakan misalnya
air, hasil oksidasi, logam alkali, koloid bermuatan, dan sebagainya. DDF
berhubungan langsung dengan tahanan jenis, sehingga tingginya nilai
DDF secara langsung menunjukkan rendahnya tahanan jenis minyak.
11. Tahanan Jenis (Resistivity)
Tahanan jenis yang rendah menunjukkan adanya pengotor yang bersifat
konduktif. Suatu cairan dapat digolongkan sebagai isolator cair bila
tahanan jenisnya lebih besar dari 109 W-m.
2.10 Metode Kromatografi Gas
Untuk mengetahui kandungan gas dalam minyak trafo, masing – masing
minyak akan melewati proses uji kromatografi dengan metode kromatografi gas
[14]. Kromatografi gas merupakan suatu metode analisa gas dalam material cair.
Metode yang digunakan dalam analisa DGA merupkan metode ekstraksi
yang telah dipaparkan oleh standar IEC 60567[15]. Beberapa metode DGA tersebut
merupakan metode ekstraksi minyak dengan gas dan memiliki perbedaan dengan
metode kromatografi gas. Adapun perbedaan dari metode ekstraksi dan
kromatografi adalah :
1. Multi – cycle vacuum (Toepler)
Metode ini merupakan metode yang terdiri dari ekstraksi, di mana gas
yang terkandung dalam minyak diekstrak dengan menggunakan pompa
vakum. Mekanisme vakum dilakukan berulang – ulang dan metode
pengulangan inilah yang mampu mengumpulkan ekstraksi total dan
mendeteksi konsentrasi gas yang paling rendah. Biasanya metode ini
dapat digunakan oleh berbagai jenis/tipe minyak.
2. Single-cycle vacuum (Penghilangan Gas Sebagian)
Metode ini dilakukan dengan satu kali vakum dimana efesiensi dari
komponen minyak hanya terlihat dari sifat dan larutannya. Koreksi
29
lengkap dari ekstraksi gas ini dapat dihitung dari koefisien dari gas yang
terlarut dari minyak trafo itu sendiri.
3. Stripping method
Menurut Duval [16], Metode ini merupakan metode yang mana gas yang
terkandung dalam minyak terbawa keluar oleh gelembung gas itu sendiri
dengan volume ruang ekstraksi yang sempit. Ekstraksi ini dianggap
sebagai total sebagian koefisien yang tidak dipakai seperti yang
dijelaskan pada Gambar 2.16.
Gambar 2.16 Metode Ekstraksi Gas Metode Vakum dan stripping
4. Headspace method
Headspace method merupakan metode yang memanfaatkan volume
kecil minyak yang diletakkan di botol vial yang disegel dalam keadaan
kontak dengan gas inert. Sebagian dari gas-gas terlarut dalam minyak
ditransfer ke dalam fase gas. Dalam kondisi keseimbangan suhu,
tekanan dan agitasi, bagian dari fase gas disuntikkan ke gas
kromatografi. Konsentrasi dalam minyak dihitung dengan berarti
koefisien partisi. Nilai ini tergantung pada jenis minyak.
30
2.11 DGA
2.11.1 Definisi DGA
DGA secara harfiah dapat diartikan sebagai analisis kondisi transformator
yang dilakukan berdasarkan jumlah gas terlarut pada minyak trafo. DGA pada
dikenal juga sebagai tes darah atau blood test pada transformator. Darah manusia
adalah suatu senyawa yang mudah untuk melarutkan zat-zat lain yang berada di
sekitarnya. Melalui pengujian zat-zat terlarut pada darah, maka akan diperoleh
informasi-informasi terkait tentang kesehatan manusia. Begitu pula dengan
transformator, pengujian zat-zat terlarut (biasanya gas) pada minyak trafo (minyak
trafo dianalogikan sebagai darah manusia) akan memberikan informasi- informasi
terkait akan kesehatan dan kualitas kerja transformator secara keseluruhan.
Uji DGA dilakukan pada suatu sampel minyak diambil dari unit
transformator kemudian gas-gas terlarut (dissolved gas) tersebut diekstrak. Gas
yang telah diekstrak lalu dipisahkan, diidentifikasi komponen-komponen
individualnya, dan dihitung kuantitasnya (dalam satuan Part Per Million – ppm).
Keuntungan utama uji DGA adalah deteksi dini akan adanya fenomena kegagalan
yang ada pada transformator yang diujikan. Namun kelemahan utamanya adalah
diperlukan tingkat kemurnian yang tinggi dari sampel minyak yang diujikan. Rata-
rata alat uji DGA memiliki sensitivitas yang tinggi, sehingga ketidakmurnian
sampel akan menurunkan tingkat akurasi dari hasil uji DGA.
Tabel 2.7 menunjukkan bahwa gas terlarut pada minyak trafo dapat bereaksi
dengan sinar matahari sehingga menyebabkan jumlahnya cenderung bertambah.
Hampir setiap jenis fault gas, termasuk kadar air, mengalami pertambahan jumlah
yang signifikan kecuali gas etilen (C2H4) dan asetilen (C2H2). Untuk membentuk
etilen dan asetilen dibutuhkan energi dan temperature yang lebih tinggi, karena
etilen memiliki ikatan karbon ganda (double bond) dan asetilen memiliki ikatan
karbon rangkap tiga (triple bond). Percepatan bertambahnya jumlah gas terlarut ini
sebanding dengan lamanya sampel minyak bereaksi dengan sinar matahari. Hal ini
tentunya dapat mengacaukan data hasil pengujian dan menyebabkan salah analisis
terhadap data tersebut.
31
Tabel 2.9 Gas Terlarut pada Minyak Trafo
H2
ppm
H2O
ppm
CO2
ppm
CO
ppm
C2H4
ppm
C2H6
ppm
CH4
ppm
C2H2
ppm
Degassed oil <1 5 27 2 1 4 2 <1
Degassed +
sun 1 hour
9 14 555 176 4 12 14 <1
Degassed +
sun 2 hour
13 13 639 209 4 22 20 <1
Degassed +
sun 3 hour
24 20 831 318 8 58 34 <1
Degassed +
sun 3 hour +
cooled
21
20
864
313
7
51
38
<1
Pengujian DGA adalah salah satu langkah perawatan preventif (preventive
maintenance) yang wajib dilakukan dengan interval pengujian paling tidak satu kali
dalam satu tahun (annually).
2.11.2 Tata Cara Pengambilan Sampel Minyak
Pengambilan sampel minyak untuk pengujian DGA sangat menentukan
kehandalan diagnosa yang akan didapatkan. Ada beberapa hal yang harus
diperhatikan dalam pengambilan sampel minyak DGA, yaitu :
1. Alat yang dipergunakan untuk pengambilan sampel
2. Cara pengambilan sampel
3. Durasi antara pengambilan sampel dan pengujian
Alat pengambil sampel minyak untuk uji DGA antara lain :
1. Syringe
Suntikan dengan wadah berbahan kaca untuk pengambilan sampel
minyak.
32
Gambar 2.17 Syringe
Tujuan penggunaan syringe adalah agar minyak tidak terkontaminasi
dengan udara luar, dan menghindari hilangnya gas-gas ringan yang
mudah lepas seperti H2. Dengan demikian kandungan gas – gas yang
terdeteksi dapat mewakili kondisi kandungan gas di dalam minyak yang
sebenarnya
2. Oil flushing unit
Unit yang terdiri dari selang silikon, flange, seal dan stop-kran yang
berfungsi sebagai sarana untuk membuang minyak trafo yang kotor
sekaligus mengambil sample minyak.
Gambar 2.18 Oil Flushing Unit
3. Vial
Botol kimia yang digunakan sebagai tempat sampel minyak yang
selanjutnya akan dimasukkan ke dalam alat uji DGA. Sebelum
33
dipergunakan untuk menempatkan sampel minyak yang akan diuji,
perlu dipastikan bahwa segel vial masih utuh sehingga vial dalam
kondisi vakum.
Gambar 2.19 Vial
Proses pengambilan sampel minyak dari transformator dilakukan setelah
semua peralatan telah disiapkan. Berikut adalah instruksi kerja pengambilan sampel
minyak untuk uji DGA:
A. Persiapan :
1. Siapkan ember untuk menampung minyak trafo
2. Pasang oil flushing unit pada drain valve tangki utama trafo
3. Atur stop-kran pada posisi menutup
4. Persiapkan syringe untuk pengambilan sampel minyak
5. Persiapkan vial yang telah dipasang tutup alumunium (kondisi
vakum)
B. Pelaksanaan :
1. Buka drain valve tangki utama trafo
2. Lakukan proses pembersihan / flushing terlebih dahulu (keluarkan
minyak dari tangki utama trafo dengan membuka stop-kran)
3. Tutup stop-kran
4. Pasang jarum pada syringe
34
5. Buka katup pada syringe dan suntikan syringe pada selang silikon
6. Sedot minyak dari selang
7. Pastikan tidak ada udara (gelembung udara) yang masuk ke dalam
syringe
8. Tutup kembali katup pada syringe
9. Pindahkan minyak dari syringe ke vial dengan cara menyuntikkan
minyak ke dalam vial tanpa membuka tutupnya
10. Ambil sampel minyak sebanyak ± 12 ml untuk uji DGA
11. Lakukan pengambilan sampel minyak dengan proses yang sama
untuk minyak tangki utama bagian bawah dan OLTC (On-Load Tap-
Changer)
C. Penyelesaian :
1. Beri label pada vial sampel minyak
2. Simpan vial dan lindungi dari panas maupun sinar matahari
langsung
3. Bersihkan syringe dengan menggunakan minyak, keringkan dan
simpan pada tempatnya
4. Lepaskan jarum suntik dari syringe
5. Tutup kembali drain valve tangki utama trafo
6. Buka stop-kran untuk mengeluarkan sisa minyak pada oil flushing
unit (tampung dalam ember)
7. Lepaskan oil flushing unit dari drain valve tangki utama trafo
8. Pastikan drain valve telah terpasang dengan benar
35
BAB III
METODE PENELITIAN
Alat Automatic Syringe Shaker Minyak Trafo terdiri dari tiga bagian
yaitu : unit input, unit pengolah dan unit output. Unit input terdiri atas tombol
push button. Unit pengolah terdiri dari mikrokontroler Arduino Uno Unit output
terdiri atas LCD dan Motor DC 12 V.
Pada unit input tombol push button berfungsi sebagai tombol, up, down
dan Ok yang digunakan sebagai pemberi masukan untuk memulai proses
pengekstraksian yang dihubungkan pada pin D.2 sampai dengan pin D.4
mikrokontroler Arduino Uno. Untuk unit output pada alat Automatic Syringe
Shaker Minyak Trafo, i2c lcd yang berfungsi sebagai penampil dan
dihubungkan pada pin SDA dan SCL mikrokontroler Arduino Uno. Motor DC
yang berfungsi sebagai penggerak table syringe dihubungkan dengan
mikrokontroler Arduino Uno. Pada gambar 3.1 dan 3.2 ditunjukkan diagram
blok sistem perancangan alat Automatic Syringe Shaker dan flowchart
penelitian.
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
Buck converter
Push button
36
Catu daya yang digunakan menggunakan trafo switching 12V 3A yang
diregulator menjadi 5V melalui modul buck konverter internal pada alat untuk
mensuplai keseluruhan suplai tegangan alat.
Bagian input pada alat berupa push button yang terdiri dari 3 push button yang
berfungsi sebagai input data kecepatan motor serta data timer waktu. Bagian sistem
proses alat menggunakan mikrokontroler Arduino Uno yang akan mengeksekusi
nilai inputan menjadi data unjuk kerja aktuator motor.
Bagian Output pada alat berupa penampil displai LCD 16x2 yang akan
menampilkan data selama alat beroperasi serta driver motor dengan ic l298 yang
akan membaca data pwm dari mikrokontroler dan mengendalikan motor sesuai
dengan data pwm. Bagian aktuator menggunakan penggerak motor dc 12V yang
mendapatkan suplai tegangan langsung dari trafo switching.
3.1 Alat dan Bahan
Alat dan Bahan yang digunakan pad tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. 1 buah motor DC 12V
2. Driver IC L298
3. 1 buah Arduino UNO
4. 1 buah LCD
5. 3 buah Syringe
6. Power Supply AC to DC 12 V 5 A
7. Buck Converter
8. Acrylic
9. Sliding Rail/Linear Rail Bearing Slide Bushing Horizontal
10. Belt
11. Potensiometer
12. Push Button
Bahan yang paling banyak digunakan dalam tugas akhir ini adalah 3 buah
push button yang digunakan untuk menghubungkan dan mem.utuskan arus listrik
yang mengalir dari sumber tegangan menuju beban (output) atau dari sebuah system
ke system lainnya.
37
Gambar 3.2 Flowchart Penelitian
3.2 Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras merupakan bagian terpenting dalam
pembuatan alat automatic syringe shaker ini. Pada bagian ini berisi mengenai
perancangan elektrik dan perancangan mekanik yang akan sangat
mempengaruhi kinerja dan hasil akhir proses ekstraksi dari alat alat automatic
syringe shaker.
3.2.1 Perancangan Mekanik
Perancangan mekanik pada alat automatic syringe shaker berupa sebuah
desain konstruksi dan susunan dari komponen - komponen mekanik untuk
membentuk sebuah alat automatic syringe shaker. Komponen komponen
mekanik yang digunakan untuk membangun alat ini dapat dilihat pada gambar
dibawah ini :
Start Studi Literatur
Melakukan Perancangan Mekanik
Melakukan Perancangan
Elektrik
Melakukan Perancangan
Perangkat Lunak
Menulis Laporan Hasil Penelitian
Melakukan Pengujian dan
Pengambilan Data
End
38
Gambar 3.3 Desain Alat Automatic Syringe Shaker
3.2.1.1 Kriteria Desain
Perancangan alat automatic syringe shaker diharapkan :
1) Dapat mengocok syringe minyak trafo secara otomatis dengan gerakan
ke kanan dan ke kiri
2) Terdapat Mode Manual dan Mode Otomatis
3) Sumber daya penggerak menggunakan rangkaian motor DC.
4) Untuk pengoperasian alat ini, apabila menggunakan baterai maka jenis
baterai yang digunakan adalah baterai LiPo (Lithium Polimer) 11,1 V
1300 mAh dengan kapasitas penggunaan beban sebesar 1000 mA
selama 78 menit.
Tombol
ON/OFF
LCD
Syringe
39
Gambar 3.4 Desain Komponen Mekanik Alat Automatic Syringe Shaker
3.2.1.2 Perancangan Struktural
Proses perancangan terdiri dari beberapa tahap pemilihan bentuk,
penentuan dimensi, dan bahan yang akan digunakan. Hal ini merupakan bagian
yang sangat penting karena akan berdampak langsung pada kinerja alat atau alat
yang akan dirancang.
Alat Myrkos DGA Field Package yang ada di industri memiliki spesifikasi
sebagai berikut: Myrkos DGA Field Package sangat ideal untuk pekerjaan lapangan
dan bersifat portable. Terdiri dari beberapa fitur antara lain tas kedap air, terdapat
modul gas kromatografi dan Syringe Shaker.Tas ini dirancang untuk membawa
peralatan yang diperlukan untuk melakukan uji DGA di lapangan
A. Manfaat
1) Memaksimalkan produktivitas operator dari situs ke situs
2) Portable device
3) User Interface mudah digunakan untuk pemula
4) Menyimpan data base hasil pengukuran
5) Hemat Daya
B. Fitur
1) Casing yang kuat
2) Pengunaan baterai selama tujuh jam
3) Terdapat baterai isi ulang Li-ion dengan indikator pengisian daya
4) Modul gas pembawa yang dapat dilepas untuk pengisian ulang
40
Gambar 3. 5 Myrkos Field Package
Pada penelitian ini, perancangan alat automatic syringe shaker secara
umum terdiri atas satu set DGA Field Package yang berisi 3 syringe, rangkaian
motor DC, LCD, potensiometer, push button dan tombol ON/OFF. Masing-
masing bagian alat ini automatic syringe shaker dipasang berdasarkan
rancangan desain dan fungsional diantaranya:
1. Automatic Syringe Shaker
Ukuran dari Automatic Syringe Shaker ini antara lain panjang tas koper
43 cm, lebar 31 cm dan tinggi 13 cm, terdiri dari 3 buah syringe dengan
lebar tempat syringe 25 cm, panjang tempat syringe 35 cm serta
tampilan User Interface seperti LCD dan Tombol ON/OFF dengan
panjang User Interface 43 cm, lebar User Interface 6 cm, dan jarak
untuk pergerakan automatic syringe shaker 4 cm ke kanan dan 4 cm ke
kiri, desain dapat dilihat pada Gambar 3.6.
41
Gambar 3.6 Desain 2D DGA Field Package
2. Syringe
Syringe dengan ukuran berdiameter atas 2 cm, diameter gerigi bawah
4,7 cm, panjang syringe bagian atas 16 cm, lebar syringe 4 cm, panjang
syringe bagian bawah atau panjang pegangan pada syringe 10,5 cm ,
lebar pegangan pada syringe 0,7 cm panjang gerigi bawah 2 cm dan
jarak antar syringe 3 cm.
Gambar 3.7 Desain 2D Syringe DGA
42
Gambar 3.8 Desain 3D Syringe
3. Linear Rail Bearing Slide Bushing Horizontal
Gambar 3.9 Desain Linear Rail Bearing
Linear shaft berfungsi sebagai rel gerak yang menggerakkan tabung
syringe yang akan digerakkan oleh motor. Bearing dengan bushing
horizontal yang terbuat dari baja dengan kelas akurasi H. Jenis rel yang
digunakan rel geser dengan panduan linier yang memiliki daya transmisi
yang besar dan kinerja yang stabil.
Bila dibandingkan dari Alat Myrkros DGA Field Package yang ada di
industri dengan alat Automatic Syringe Shaker yang dibuat memiliki beberapa
kelebihan dan kekurangan. Kelebihan alat automatic syringe shaker pada tugas
akhir ini adalah memakai dua mode yaitu mode manual dan mode otomatis.
Mode otomatis dengan menginput waktu (timer) dan kecepatan (nilai pwm)
43
yang telah ditentukan sebelumnya. Sedangkan, mode manual dengan
menggunakan potensiometer untuk mengatur kecepatan motor pada saat proses
ekstraksi dilakukan. Sedangkan, kekurangan pada alat automatic syringe shaker
ini adalah masih memakai catu daya untuk suplay pada pengoperasian alatnya
dan belum dilengkapi dengan media penyimpanan hasil pengukuran agar alat
ini mampu membaca hasil secara tepat dan cepat tanpa mencatat secara manual.
3.2.2 Perancangan Elektrik
Perancangan hardware elektronika pada alat ini dibuat dengan
mengunakan beberapa shield untuk memperkecil tempat atau space dalam
peletakannya dan memperkecil ukuran dari alat ini. Komponen penyusun
hardware elektronika yang digunakan pada alat ini meliputi : Arduino sebagai
main sistem, rangkaian tombol push button, sensor, driver motor dan LCD.
Hardware elektronika yang menyusun sistem alat ini meliputi rangkaian-
rangkaian elektronika adalah sebagai berikut :
3.2.2.1 Tombol Push button
Perancangan tombol menggunakan rangkaian active low. Tombol push
button akan mengirimkan sinyal ke mikrokontroler Arduino Uno untuk
menjalankan proses. Ketika tombol tersebut ditekan, tombol tersebut akan
memberikan logika low ke mikrokontroler Arduino Uno. Rangkaian tombol
dapat dilihat pada gambar 3.9.
Resistor yang digunakan merupakan nilai resistor yang mengijinkan
arus yang masuk ke mikrokontroler Arduino Uno dengan arus DC maksimal
40mA dan arus minimal masing-masing pinnya adalah 3mA (datasheet). Untuk
menentukan nilai resistor yang digunakan dapat dihitung dengan persamaan :
R =
𝑉𝑐𝑐 − 𝑉𝑚𝑖𝑛
𝐼𝑚𝑖𝑛
R =12𝑉 − 0,4𝑉
3 mA= 3,8 kΩ
(2.11)
Dengan tegangan sumber sebesar 12VDC (VCC), tegangan minimal sebesar
0,4VDC dan arus minimal pada masing-masing pin sebesar 3mA maka, berdasarkan
perhitungan diperoleh nilai resistor (R) sebesar 3,8 kΩ. Pada perancangan
44
rangkaian tombol push button digunakan resistor sebesar 10 kΩ, sehingga nilai
arus yang mengalir pada tombol push button sebesar 1,16 mA.
Gambar 3.10 Rangkaian Tombol Push Button
Tabel 3.1 Tombol Push Button
3.2.2.2 Mikrokontroler Arduino Uno
Mikrokontroler Arduino Uno digunakan sebagai pengontrol atau main
system dari alat Automatic Syringe Shaker . Gambar rangkaian penggunaan pin
mikrokontroler dapat dilihat pada Gambar 3.10 dan pengalamatan input output
mikorokontroler Arduino Uno dapat dilihat pada Tabel 3.2.
Gambar 3.11 Rangkaian Penggunaan Pin Mikrokontroler Arduino Uno
Nomor
Tombol Fungsi Tombol Pengalamatan Tombol
BOT 1 Sebagai tombol Down Pin D.2
BOT 2 Sebagai tombol Up Pin D.3
BOT 3 Sebagai tombol OK Pin D.4
45
Tabel 3.2 Pengalamatan Input Output Mikrokontroler Arduino Uno
Nama I /O Tipe Pengalamatan di Arduino Uno
Tombol Ok Input Pin D.2
Tombol Up Input Pin D.3
Tombol Down Input Pin D.4
Motor DC Output Pin D.6
LCD Output Pin SCL dan SDA
3.2.2.3 Perancangan Driver Motor DC
Rangkaian driver motor yang digunakan adalah IC dengan tipe L298. Pada
bagian input dari driver dihubungkan ke dalam mikrokontroler untuk menggerakan
motor dengan memberikan logika 0 (low) atau 1 (high) pada kaki input tersebut.
Putaran motor disini bergantung pada input yang diberikan mikrokontroler.
Rangkaian driver motor berfungsi untuk mengendalikan dan menggerakan
motor dengan input yang berasal dari mikrokontroler. Jika tidak menggunakan
rangkaian driver ini maka input yang berasal dari mikrokontroler tidak akan mampu
memutar motor dikarenakan terlalu kecil arusnya. Keunggulan dari driver ini
adalah bisa menggerakan dua motor sekaligus karena terdapat 4 buah input yang
masing-masing (2 input) masuk ke salah satu motor. Selain itu kelebihannya adalah
Tegangan maksimum hingga 50 V.
Total arus hingga 4 A.
Saturasinya rendah.
Melindungi dari pengaruh suhu tinggi
Gambar 3.12 Bentuk Driver Motor Tipe L298
46
Berikut ini penggambaran kaki-kaki pin dari driver motor tipe L298 :
Gambar 3.13 Pin Kaki Motor Driver Tipe L298
Pin 6 dan 11 adalah pin enable yaitu saklar untuk pengaturan input yang
ingin digunakan. Pin 6 digunakan untuk mengatur input 1 dan input 2 sedangkan
pin 11 digunakan untuk mengatur input 3 serta input 4. Logika pensaklaran dari IC
L298 terlihat pada Tabel 3.3. Pada Gambar 3.13 input dan enable harus dalam
kondisi high. Bila keduanya high maka keluarannya akan menghasilkan arus beban
IL yang menuju RL.
Pada gambar perancangan driver motor terlihat beberapa penggunaan kaki
yang dipakai agar driver ini bekerja. Pin 4 adalah sumber tegangan untuk
menggerakan motor. Pin 9 adalah Vcc sebagai sumber tegangan bagi driver agar
bekerja. Bila menggunakan input 1 serta input 2 pada pin 5 dan pin 7 maka enable
yang harus diatur agar input bekerja adalah enable A pada kaki 6. Jika
menggunakan input 1 dan input 2 maka output yang bekerja adalah output 2 dan
output 3. Ini berlaku untuk input 3 dan 4 juga dimana yang diatur adalah enable B
serta keluaran outputnya adalah output 3 dan output 4.
47
Gambar 3.14 Perancangan Motor Driver
Tabel 3.3 Logika IC L298 untuk Perancangan Motor DC
Keterangan: L = Low H = High X = Don’t Care
3.2.2.4 Liquid Crystal Display (LCD)
Pada alat automatic syringe shaker, LCD berfugsi untuk memberikan
informasi kepada pengguna mengenai berapa lamanya proses ekstraksi akan
dilakukan dan status (runing, stop dan proses yang dilakukan) dari Alat
Automatic Syringe Shaker. LCD yang digunakan pada perancangan alat
automatic syringe shaker adalah LCD 2 x 16 (dua baris enam belas kolom)
dengan tambahan modul i2C. Rangkaian LCD dapat dilihat pada Gambar 3.14.
Sedangkan untuk pengalamatan LCD pada Arduino Uno dapat dilihat pada
Tabel 3.4.
Inputs Function
Ven A = H A = H ; B = L Forward
A = L ; B = H Reverse
A = B Fast Motor Stop
Ven A = L
A = X ; B = X
Free Running Motor Stop
48
Gambar 3.15 Rangkaian LCD
Tabel 3.4 Pengalamatan LCD
Pin LCD i2C Pengalamatan LCD
VCC Pin 5V
GND GND
SCL Pin A4
SDA Pin A5
3.3 Perancangan Perangkat Lunak
3.3.1 Perancangan Tampilan LCD
Perancangan perangkat lunak pada alat ini bertujuan untuk memudahkan
penggunaan alat oleh pembuat. Perancangan perangkat lunak pada alat ini
terdiri dari perancangan tampilan LCD dan diagram alir program.
Gambar 3.16 Tampilan LCD
49
Pada Gambar 3.15 merupakan tampilan yang ada pada LCD. Pada baris
pertama menampilkan timer atau waktu proses yang sedang dilakukan.
Sedangkan pada baris kedua menampilkan keterangan rpm kecepatan.
3.3.2 Perancangan Program
Flowchart program dapat dilihat pada Gambar 3.16. Program diawali
dengan inisialisasi port-port yang digunakan dan sudah tertera pada Tabel 3.2.
Tulisan timer dan kecepatan rpm akan tertera pada layar LCD yang
memerintahkan pengguna untuk memasukkan sampel yang akan diekstrak.
Alat ini dapat bekerja pada mode manual dan secara automatic. Pada mode
manual, alat ini menggunakan potensiometer untuk mengatur kecepatan motor DC
sesuai yang diinginkan. Pada mode automatic menggunakan modul timer yang
dapat diatur lama waktu ekstraksi minyak trafo dan menginput nilai kecepatan
motor di awal.
Pada penginputan durasi waktu terdapat dua mode yaitu mode otomatis
dan mode manual yang dapat dipilih langsung oleh pengguna dengan menekan
tombol “Down” untuk mode manual. Pada LCD akan tertampil mode yang
dipilih dan perintah untuk memasukkan durasi waktu proses yang akan
dilakukan dengan menekan tombol “Up” untuk counter +1 dan tombol “Down”
untuk counter -1 kemudian tekan tombol “Ok” untuk memulai proses ekstraksi.
Motor DC berfungsi sebagai motor penggerak table syringe akan berputar
selama durasi waktu yang telah ditentukan berdasarkan mode dan kecepatan
motor yang telah dimasukkan. Motor table shaker ini bergerak berdasarkan
pengaturan nilai pwm yang diskalakan menjadi 0-100%, pergerakan motor untuk
menghasilkan gerak shaker memanfaatkan fungsi delay pada program, saat kondisi
delay motor ON ke arah kanan terpenuhi, secara otomatis diset untuk dibalik
polaritasnya melalui konfigurasi program agar bergerak berlawanan arah sesuai
dengan delay waktu pada gerakan pertama dan berulang-ulang seterusnya hingga
timer yang sudah diinput sebelumnya dapat terpenuhi.
50
START
Inisialisasi Perangkat
Motor Driver, Push
Button, LCD, dan
Potensio
Menampilkan
Data Awal
Input Data
Waktu
Input Data
Kecepatan
Sesuai ?
Data Waktu = Durasi Timer
Data Kecepatan = PWM
Motor OFF
Buzzer ON
Button Run
HIGH?
Motor Berputar
CLOCKWISE
Timer ON
>=80 ?
Motor Berputar
CLOCKWISE
Durasi Timer
Sesuai ?
SELESAI
Mode Manual
Potensio Aktif
Button
Manual HIGH
?
PWM Motor =
Input Potensio
Y
T
Y
T
Y Y
T T
Y
T
Gambar 3.17 Flowchart Program
51
Proses flowchart program dijelaskan sebagai berikut :
1. Proses pertama merupakan proses dimana sistem menginisialisasi perangkat
hardware yang digunakan berupa motor driver, push button, penampil
display lcd serta potensiometer.
2. Proses kedua merupakan proses pada program dalam menampilkan data
awal berupa variabel awal kecepatan dan data variabel awal nilai timer.
3. Proses ketiga merupakan proses program menerima input data dari user
berupa data acuan nilai kecepatan motor serta nilai variabel timer.
4. Proses selanjutnya merupakan proses percabangan yang akan melanjutkan
ke proses eksekusi data jika data yang diinput oleh user sudah sesuai.
5. Proses keempat merupakan proses dimana program memasukkan data
inputan user menjadi data acuan kinerja motor diantara kecepatan motor
disesuaikan dengan rentang pwm pada nilai 0-256 dan nilai tersebut
diskalakan pada rentang 0-100%, serta data timer dijadikan acuan waktu
didalam program.
6. Proses selanjutnya merupakan perintah percabangan anatara mode manual
dan mode otomatis untuk membaca kondisi push button yang berfungsi
untuk menjalankan data acuan yang telah diinput oleh user
7. Proses kelima merupakan proses pada mode otomatis dimana motor
bergerak secara berkala kekanan dan kekiri sesuai dengan kecepatan motor.
Pada saat table shaker bergerak didapatkan nilai lebih dari 80 ms pada
program yang bertujuan untuk menjaga proses gerakan table shaker berada
di posisi tengah.
8. Proses keenam akan menjalan fungsi manual dimana kecepatan motor dapat
diatur secara manual oleh user dengan merubah posisi potensiometer yang
secara otomatis akan merubah nilai pwm pada program sesuai posisi
potensio.
9. Proses ketujuh adalah proses penyesuain dengan durasi timer didalam
program, jika durasi timer sudah memenuhi nilai timer maka motor akan
dalam kondisi OFF dan buzzer akan dalam kondisi HIGH, serta proses
selesai.
52
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Perancangan Perangkat Keras
Perangkat keras pada alat automatic syringe shaker terdiri atas
beberapa bagian yaitu : rangkaian elektronika (blok kontrol) dan konstruksi
alat. Blok kontrol terdiri dari beberapa rangkaian elektronika yang berfungsi
sebagai pengatur lamanya proses ekstraksi dan penampil informasi prosess
kepada pengguna. Blok kontrol dapat dilihat pada Tabel 4.1. Sedangkan
fungsi dari setiap rangkaian dapat dilihat pada gambar 4.1
Gambar 4.1 Blok Kontrol pada Automatic Syringe Shaker Berbasis Arduino
Uno
Tabel 4.1 Blok Kontrol dan Fungsi Rangkaian
No Nama Rangkaian Fungsi
1 Rangkaian buck converter Untuk menurunkan tegangan dc ke dc
2 Pembagi tegangan untuk tombol
Push button.
Untuk mengatur tegangan masing –
masing tombol Push button.
1 3
5 2 6 4
53
Tabel 4.2 Blok Kontrol dan Fungsi Rangkaian (lanjutan)
No Nama Rangkaian Fungsi
3 Rangkaian LCD Untuk mengatur informasi yang akan
ditampilkan ke pengguna.
4 Rangkaian Driver Motor Untuk mengaktifkan Motor DC
5 Mikrokontroler Arduino Uno Sebagai pengontrol input dan output.
6 Potensiometer Untuk mengatur kecepatan motor
Gambar 4.2 Gambar Konstruksi Automatic Syringe Shaker Berbasis Arduino Uno
Tabel 4.3 Bagian dan Fungsi Alat
No Nama Bagian Fungsi
1 Plat dudukan motor dan rail Sebagai penyangga motor
2 Slide Rail Sebagai tempat pergerakan table shaker
3 Table Shaking Sebagai tempat syringe shaker
4 Belt Untuk mengatur pergerakan table
shaker secara mekanik
1 2 3
4 5 6
54
Tabel 4.4 Bagian dan Fungsi Alat (lanjutan)
No Nama Bagian Fungsi
5 AS Untuk mengencangkan dan
mempertahankan gerakan motor DC
agar sesuai dengan belt saat bergerak
6 Motor Sebagai penggerak table shaker
4.3.2 Cara Kerja dan Cara Penggunaan
Proses awal dalam penggunaan alat automatic syringe shaker ini adalah
mempersiapkan sampel minyak trafo sebanyak 200 ml yang dapat dilihat pada
Gambar 4.3. Jenis sampel minyak trafo yang digunakan pada tugas akhir ini adalah
Minyak Trafo Diala B yang diambil dari Trafo PT. Kusumahadi Santosa, Jaten,
Karanganyar dalam kondisi minyak trafo baru.
Gambar 4.3 Bahan Utama Proses Ekstraksi
Tampilan awal pada proses pengoperasian alat automatic syringe shaker
berbasis mikrokontroler arduino uno terlampir pada Gambar 4.4.
Proses pertama dalam pengoperasian alat automatic syringe shaker minyak
trafo adalah dengan cara memasukkan sampel minyak trafo pada syringe dan
meletakannya ke table shaker. Proses selanjutnya yang akan dilakukan adalah
perintah untuk masuk ke mode awal penginputan durasi. Gambar pada proses
tersebut terlampir pada Gambar 4.5.
55
Gambar 4.4 Tampilan Awal Proses Pengoperasian
Gambar 4.5 Tampilan Timer dan Speed
Pada alat automatic syringe shaker berbasis mikrokontroler arduino Uno
digunakan 2 mode pemilihan lamanya proses ekstraksi yang akan dilakukan. Mode
yang pertama adalah mode manual yang akan aktif ketika dilakukan penekanan
pada tombol OK dan mode manual yang akan aktif ketika dilakukan penekanan
pada tombol Up.
Proses yang dilakukan setelah dilakukan pemilihan durasi yang akan
digunakan adalah proses penginputan lamanya proses ekstraksi yang akan
56
dilakukan. Pada proses ini pengguna diharapkan memasukkan lamanya proses yang
akan dilakukan. Proses penginputan dilakukan dengan cara menekan tombol “Up”
sebagai counter-up yang yang berfungsi untuk menambah lamanya proses yang
akan dilakukan atau menekan tombol “Down” sebagai counter-down yang
berfungsi untuk mengurangi lamanya proses. Kemudian diikuti penekanan tombol
“Ok” apabila penginputan lamanya proses ekstraksi telah dilakukan.
Kemudian menginput kecepatan motor DC berdasar nilai pwm yang
diinginkan dengan cara menekan tombol “Up” sebagai counter-up yang yang
berfungsi untuk menambah lamanya proses yang akan dilakukan atau menekan
tombol “Down” sebagai counter-down yang berfungsi untuk mengurangi lamanya
proses. Kemudian diikuti penekanan tombol “Ok” apabila penginputan kecepatan
motor DC telah dilakukan.
Untuk mode manual, setelah selesai menginput nilai kecepatan motor maka
table shaker akan bergerak melakukan proses ekstraksi. Pada saat table shaker
berjalan, kita dapat mengubah kecepatan motor dc dengan memutar potensiometer
sesuai dengan kecepatan yang kita inginkan ditengah proses ekstrasi.
4.1.2 Pengujian Hasil Alat
Alat ini diuji dengan membandingkan hasil serapan (ekstraksi) minyak tarfo
berdasarkan pewaktuan atau lamanya proses ekstraksi dilakukan oleh alat dengan
hasil serapan proses manual Untuk pengukuran dari hasil ekstraksi digunakan alat
yang bernama Spektrofotometer. Prinsip kerja spektrofotometer adalah
memancarkan cahaya polikromatis dan dipantulkan pada kisi difraksi yang
memiliki fungsi untuk merubah cahaya polikromatis menjadi monokromatis pada
panjang gelombang tertentu dalam satuan nm (nano meter). Cahaya polikromatis
yang telah berubah menjadi cahaya monokromatis ditembakkan pada hasil serapan
(ekstraksi) untuk mengetahui besarnya serapan yang diperoleh dari proses
ekstraksi.
Untuk pengambilan data pengukuran hasil serapan menggunakan alat automatic
syringe shaker minyak trafo berbasis mikrokontroler Arduino uno menggunakan
panjang gelombang yang sesuai sebesar 167 nm (nano meter) kemudian diukur
kadar absorption (ABS) menggunakan alat Spektrofotometer. Hasil pengujian dari
57
automatic syringe shaker minyak trafo berbasis Arduino uno yang telah dilakukan
dapat dilihat pada Gambar 4.6. Berdasarkan rutinitas proses ekstraksi di lapangan,
durasi lama waktu pengadukan atau ekstraksi gas yaitu 5 menit bergantung pada
kadar kandungan gas dalam minyak. Jika dalam waktu 5 menit kadar kandungan
gas belum terurai, maka perlu diperpanjang lagi durasinya. Oleh karena itu, dalam
kriteria desain diusulkan Mode Manual dan Mode Otomatis. Modifikasi automation
syringe shaker sebagai alat kerja DGA diharapkan shaking continuitas nya dapat
mensirkulasi minyak dalam syringe secara maksimal.
Gambar 4.6 Hasil Ekstraksi dengan Alat Automatic Syringe Shaker Berbasis
Arduino Uno
Keterangan :
1. Hasil ekstraksi yang dilakukan selama 1 menit.
2. Hasil ekstraksi yang dilakukan selama 2 menit.
3. Hasil ekstraksi yang dilakukan selama 3 menit.
4. Hasil ekstraksi yang dilakukan selama 4 menit
5. Hasil ekstraksi yang dilakukan selama 5 menit.
Dari Gambar 4.6 dapat dilihat semakin lama proses ekstraksi yang
dilakukan maka semakin pekat warna dari hasil proses ekstraksi yang dihasilkan.
Perubahan warna hasil ekstraksi sama halnya terjadi pada proses yang dilakukan
secara manual dan bisa dilihat pada Gambar 4.7.
58
Gambar 4.7 Hasil Ekstraksi yang Dilakukan Secara Manual
Keterangan :
A. Hasil ekstraksi yang dilakukan selama 1 menit.
B. Hasil ekstraksi yang dilakukan selama 2 menit.
C. Hasil ekstraksi yang dilakukan selama 3 menit
D. Hasil ekstraksi yang dilakukan selama 4 menit
E. Hasil ekstraksi yang dilakukan selama 5 menit.
Dari hasil ekstraksi yang telah dilakukan baik itu menggunakan alat
automatic syringe shaker berbasis Arduino uno dan proses yang dilakukan secara
manual maka dilakukan pengukuran menggunakan alat spektrofotometer untuk
mengetahui hasil dari penyerapan yang terjadi dari masing - masing larutan hasil
ekstraksi. Hasil pengukuran yang telah dilakukan dapat dilihat pada Tabel 4.3.
Dari hasil pengujian yang telah dilakukan didapatkan hasil penyerapan
sesuai dengan Tabel 4.3 dan terdapat perbedaan hasil serapan yang didapatkan.
Perbedaan tersebut kemungkinan dikarenakan perbedaan perlakuan pada proses
ekstraksi yang dilakukan. Metode manual menggunakan sebuah wadah yang kedap
cahaya dan ditutup rapat sehingga kedap udara. Sedangkan pada proses otomatis
dalam perancangannya, tabung penampung sampel dan pelarut dibuat terbuka.
Sehingga hasil pada proses ekstraksi menggunakan alat automatic syringe shaker
minyak trafo ini ada kemungkinan mengalami perubahan yang dipengaruhi oleh
cahaya luar dan hasil dari proses ekstraksi menjadi kurang maksimal.
Dari tabel hasil pengukuran yang telah dilakukan maka dapat dihitung
59
prosentasi error dari alat automatic syringe shaker minyak trafo dengan
menggunakan hasil serapan dari proses manual yang didapatkan sebagai acuannya.
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = 𝑃𝑚𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 − 𝑃𝑜𝑡𝑜𝑚𝑎𝑡𝑖𝑠
𝑃𝑚𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙𝑥 100% (4.1)
Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Proses Manual dan Alat Automatic Syringe
Shaker Berbasis Arduino Uno dengan Menggunakan Panjang Gelombang Sebesar
167 nm
Durasi Absorption (ABS)
Error (%) Manual Automatic Shaker
1 menit 2,3031 2,2981 0,21
2 menit 2,3081 2,3041 0,17
3 menit 2,3131 2,3101 0,12
4 menit 2,3186 2,3166 0,08
5 menit 2,3236 2,3226 0,04
Maka prosentase error yang didapatkan dari data percobaan dapat dicari
rata – ratanya.
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟
𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 = 0,62
5
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 = 0,124% (4.2)
Dari data yang didapatkan hasil serapan (ekstraksi) dengan proses otomatis
lebih sedikit daripada menggunaan proses yang dilakukan secara manual.
Kemudian, dari data tabel tersebut dapat dicari perhitungan rata – rata error nya.
Dari hasil perhitungan rata – rata eror yang didapatkan, alat ini mampu bekerja
dengan baik karena memiliki error rata-rata dibawah 1% yaitu sebesar 0,124%.
Untuk melihat kecenderungan pengaruh kecepatan pengaduk terhadap
absorbansi pada ekstraksi minyak trafo ke dalam pelarut etanol, hasil perhitungan
60
tersebut dapat disajikan dalam bentuk grafik hubungan kecepatan pengaduk dengan
nilai absorbansi yang dapat dilihat pada Gambar 4.8Gambar 4.9.
Gambar 4.8 Hubungan Kecepatan Pengaduk dengan Nilai Absorbansi
Tabel 4.6 Absorbansi Larutan pada Kecepatan dan Waktu Ekstraksi
Durasi Absorbansi larutan pada kecepatan dan waktu ekstraksi
50 rpm 100 rpm 150 rpm 200 rpm 250 rpm
1 menit 2,273 2,2734 2,285 2,2981 2,320
2 menit 2,273 2,2787 2,287 2,3041 2,320
3 menit 2,273 2,792 2,290 2,3101 2,320
4 menit 2,275 2,280 2.293 2,3166 2,320
5 menit 2,276 2,282 2,295 2,3226 2,320
Dari Tabel 4.4 dan Gambar 4.8, dapat dilihat bahwa semakin besar
kecepatan pengaduk semakin besar koefisien transfer massa. Hal tersebut
dikarenakan kecepatan shaker yang semakin tinggi akan membuat molekul-
molekul bergerak semakin cepat. Sehingga transfer massa akan berjalan lebih cepat,
namun setelah tercapai kondisi optimal yaitu kecepatan shaker 200 rpm,
penambahan kecepatan shaker justru menurunkan koefisien transfer massa, hal ini
disebabkan dengan kecepatan pengadukan yang terlalu tinggi akan menyebabkan
61
terjadinya vortex, sehingga turbulensi menurun, hal ini bisa dihindari dengan
memberikan bafle pada ekstraktor. Dari penelitian dengan variasi kecepatan
pengaduk, dapat disimpulkan bahwa kodisi proses ekstraksi minysk trafo dengan
pelarut etanol yang dilakukan dalam ekstraktor tanpa bafle adalah 200 rpm. Namun
dalam praktek mungkin dapat dilakukan dengan kecepatan lebih tinggi lagi asal
ekstraktor dilengkapi dengan bafle untuk mencegah terjadinya vortex (cekungan
yang terbentuk ditengah syringe). Bafle adalah lembaran vertikal datar yang
ditempelkan pada dinding tangki. Tujuan utama menggunakan sekat dalam tangki
adalah memecah terjadinya pusaran saat terjadinya pengadukan dan pencampuran.
Oleh karena itu, posisi sumbu pengaduk pada tangki bersekat berada di tengah [17].
Penggunaan sekat (baffle) pada ekstraktor membuat bahan terekstrak lebih baik.
Tanpa penggunaan sekat aliran bahan dalam ekstraktor akan menimbulkan vortex
sehingga proses ekstraksi tidak dapat berlangsung dengan baik.
4.2 Hasil Pengujian
4.2.1 Pengujian Timer
Pengujian timer pewaktuan pada alat dilakukan untuk mengetahui
perbandingan unjuk kerja pewaktuan shaker dalam beroperasi. Alat ukur
pembanding berupa stopwatch menggunankan smartphone.
Tabel 4.7 Pengujian Timer
Pengujian
Ke -
Timer (detik) Error (%)
Shaker Stopwatch
1 10 10,02 0,2
2 20 20,01 0,1
3 30 30 0
4 40 40 0
5 50 50 0
6 60 60 0
7 70 70 0
8 80 80 0
9 90 90,01 0,1
10 100 100 0
62
Maka presentase error yang didapatkan dari data percobaan maka dapat
dicari rata – ratanya.
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟
𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 = 0,4
10
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 = 0,04% (4.3)
Pengujian menu instruksi pewaktu (timer) ditentukan dengan tiga kategori
yaitu: (1) baik; (2) cukup baik; (3) kurang baik. Hasil pengujian nilai pewaktu pada
Tabel 4.5 di atas menunjukkan kategori yang cukup baik karena pewaktu pada
automatic syringe shaker memiliki tingkat kesalalahan rata-rata sebesar 0,2% pada
pewaktu 10 detik; 0,1% pada pewaktu 20 detik; 0,1% pada pewaktu 90 detik.
Tingkat kesalahan rata-rata untuk semua pewaktu adalah 0,04%, waktu yang
hampir sesuai dengan stopwatch. Penyebab kesalahan pada pewaktu imungkinkan
pada penekanan tombol stopwatch karena dari hasil data kesalahan yang didapat
sangat kecil dan terdapat waktu yang sama. Dalam pengujian kategori dijelaskan
bahwa 1) dinyatakan baik jiga memenuhi waktu yang sesuai dengan stopwatch, 2)
dinyatakan cukup baik jika memenuhi waktu yang hampir sesuai dengan stopwatch,
3) dinyatakan kurang baik jika memenuhi waktu yang tidak sesuai dengan
stopwatch.
4.2.2 Pengujian Tombol Push button
Pengujian tombol pada tombol push button automatic syringe shaker ini
untuk mengetahui besar tegangan yang masuk ke pin mikrokntroler Arduino Uno
saat ditekan dan pada saat tombol tidak ditekan. Data hasil pengujian tombol push
button dapat dilihat pada tabel 4.6.
63
Tabel 4.8 Data Hasil Pengujian Tombol Push Button
Nama
Tombol Pin Mikrokontroler
Tegangan Masukan (volt)
Tombol
Ditekan
Tombol Tidak
Ditekan
Ok Pin D.2 0 4,78
Up Pin D.3 0 4,78
Down Pin D.4 0 4,78
Pada Tabel 4.8 dapat dilihat bahwa saat tombol ditekan maka tegangan
masukan pin mirokontroler Arduino Uno adalah 0 volt atau Logika “low” dan saat
tombol tidak ditekan tegangan masukkan pada pin mikrokontroler Arduino Uno
adalah 4,78 volt atau logika “high”. Sesuai dengan hasil pengujian yang ditabelkan
pada Tabel 4.8 dapat disimpulkan bahwa tombol navigasi dapat bekerja sesuai
dengan perancangan.
4.2.3 Pengujian Driver Motor DC shield
Pengujian driver motor dc pada alat automatic syringe shaker minyak trafo
menggunakan driver motor shield 2 Ampere dan Power supply 12 Volt 2 Ampere
pada alat automatic syringe shaker berbasis mikrokontroler Arduino Uno bertujuan
untuk mengetahui respon motor dc terhadap outputan yang diberikan oleh
mikrokontroler Arduino Uno.
Tabel 4.9 Data Pengujian Driver Motor Shield dan Power Supply Dc 12 Volt
2 Ampere
No Beban
Output Arduino
(Volt) Tanggapan
High Motor DC
1 Tidak ada 5 Aktif
2 Syringe 5 Aktif
3 Syringe dan
sample 5 Aktif
64
Dari percobaan yang telah dilakukan maka, pada pembuatan alat automatic
syringe shaker berbasis Arduino Uno digunakan IC L298 sebagai driver motor dan
power supply 12 Volt.
Gambar 4.9 Rangkaian Driver Motor Automatic Syringe Shaker
4.2.4 Pengujian PWM dan RPM Motor DC
Pada alat ini menggunkan metode Pulse Width Module (PWM) untuk
mengatur kecepatan putar motor. Kecepatan putar motor dikontrol dengan
mengatur duty cycle PWM yang dibangkitkan oleh mikrokontroler arduino. Pada
penelitian ini pengaturan nilai PWM dilakukan melalui program (sketch) ke arduino
uno. Output dari PWM dihubungkan pada arduino melalui pin output analog.
Dengan pengamatan menggunakan osiloskop dapat diketahui bahwa perubahan
nilai ton dan toff menentukan nilai RPM dari motor DC yang dikontrol. Sehingga
dengan menggunakan nilai PWM yang berbeda, variasi kecepatan motor DC juga
berubah-ubah. Nilai PWM yang digunakan yaitu kelipatan 10 dari 25 hingga 255.
Diperoleh hasil pengamatan berupa Ton dan Toff yang tertera pada osiloskop dan
hasil pengamatan tersebut diolah untuk mengetahui duty cycle yang kemudian
65
dibandingankan dengan PWM dan RPM nya. Untuk menghitung kecepatan rotasi
motor tiap menit digunakan tachometer digital.
Tabel 4.10 Pengujian PWM dan RPM Motor DC
PWM RPM Ton (ms) Toff (ms) Duty Cycle
(%)
25 0 1 9 10
35 18 1,2 9 11,76
45 36 1,8 8,6 17,30
55 66 2,2 8 21,57
65 90 2,6 7,4 26
75 108 3 7,2 29,43
85 126 3,4 7 32,70
95 138 3,8 6,4 37,25
105 150 4,2 6 41,18
115 156 4,6 5,6 45,09
125 162 5 5,2 49,01
135 168 5,4 4,8 52,95
145 174 5,6 4,4 56
155 180 6,2 4 60,78
165 186 6,6 3,6 64,70
175 186 7 3,2 68,62
185 192 7,4 2,8 72,54
195 192 7,8 2,4 76,48
205 198 8,2 2 80,40
215 198 8,6 1,6 84,31
225 198 9 1,2 88,24
235 198 9,4 0,8 92,20
245 204 9,8 0,4 96,07
255 204 10 0 100
66
Berdasarkan data dari Tabel 4.8 dapat disimpulkan bahwa kenaikan nilai
setting PWM akan berpengaruh pada kenaikan duty cycle. Kenaikan duty cycle ini
juga akan meningkatkan nilai RPM motor DC. Dari hasil data yang diperoleh pada
percobaan, maka diperoleh grafik perbandingan antara nilai RPM pada motor DC
dengan nilai duty cycle.
Gambar 4.10 Hubungan RPM dengan Duty Cycle
Berdasarkan grafik Gambar 4.10, kenaikan duty cycle juga akan menaikkan
putaran motor (RPM) dari motor DC. Sedangkan grafik hubungan PWM terhadap
kecepatan motor diberikan oleh gambar berikut ini:
Gambar 4.11 Grafik Hubungan PWM dengan RPM
0
20
40
60
80
100
120
0 30 60 90 120 150 180 210
Du
ty C
ycle
(%
)
RPM
0
50
100
150
200
250
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270
RP
M
PWM
67
Berdasarkan grafik Gambar 4.11, kenaikan nilai PWM juga akan menaikkan
putaran motor (RPM) dari motor DC.
Dari data yang diperoleh, kemudian diolah dan diproses dengan
menggunakan Persamaan (2.3).
ATmega 328P memiliki rentang nilai resolusi PWM 0-255 hal ini
dikarenakan ATmega 328P memliki kapasitasa data sebasar 8bit. Nilai PWM ini
dapat diubah dengan menggunakan software Arduino UNO yang sebelumnya sudah
diinstal terlebih dahulu pada laptop yang akan digunakan. Pada pengujian ini
dilakukan dengan menggunakan beberapa variasi nilai PWM yaitu kelipatan 10 dari
25 hingga 255. Pada tabel 4.8 terdapat hasil pengamatan Ton dan Toff dengan
menggunakan osiloskop. Ton dan Toff yang diperoleh ini merupakan hasil variasi
dari PWM yang sudah diatur dengan kelipatan 10 mulai dari 25 hingga 255.
Pertama rangkaian dihubungkan pin 3 pada arduino UNO dan juga dihubungkan
pin 3 tersebut menggunakan probe pada osiloskop sehingga pada osiloskop akan
terlihat sinyal keluarannya. Besar range Ton dan Toff dapat dihasilkan dengan
mengubah nilai time/diff pada osiloskop. Dari variasi PWM yang digunakan
diketahui bahwa semakin besar nilai PWM, maka Ton yang dihasilkan pada layar
osiloskop memiliki range yang besar pula sedangkan Toff yang dihasilkan pada
layar osiloskop akan semakin kecil. Hal tersebut terjadi karena prinsip kerja
modulasi, dengan tidak mengubah amplitude dan periode pada tiap satu siklus
sinyalnya. Sedangkan dengan menggunakan Persamaan (2.1) dengan menggunakan
variasi PWM maka dapat diperoleh nilai duty cycle pada percobaan. Pada tabel 4.8
tersebut dapat dilihat bahwa semakin besar nlai PWM yang diberikan, maka nilai
duty cycle yang dihasilkan juga akan semakin besar. Ditunjukkan juga pada
Gambar 4.10 yaitu Grafik hubungan RPM terhadap nilai duty cycle, dari grafik
tersebut dapat dilihat bahwa semakin besar RPM maka nilai dari duty cycle juga
semakin besar pula. Sedangkan pada Gambar 4.11 yaitu grafik hubungan RPM
terhadap PWM juga menunjukkan bahwa semakin besar variasi PWM yang
digunakan, maka nilai RPM yang dihasilkan juga akan semakin besar.
68
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah melakukan perancangan dan pengujian pada alat automatic syringe
shaker minyak trafo dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Telah dapat dibuat alat automatic syringe shaker minyak trafo yang
dapat bekerja dengan spesifikasi desain yaitu arah gerakan ekstraksi ke
kanan dan ke kiri, terdapat mode manual dan mode otomatis, serta
menggunakan motor DC sebagai sumber penggerak.
2. Automatic syringe shaker menggunakan sistem kontrol terbuka dengan
potensiometer dan push button sebagai input, mikrokontroler pada
proses dan motor dc sebagai output
3. Presentase kadar ekstraksi yang didapatkan dengan menggunakan alat
automatic syringe shaker minyak trafo lebih kecil dibandingkan dengan
menggunakan proses manual dan memiliki tingkat kesalahan sebesar
0,124%.
5.2 Saran
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat diambil beberapa saran
sebagai berikut :
1. Penambahan tutup atau cover pada syringe agar pada saat proses
pengekstrakan tidak terpengaruh cahaya luar
2. Dilengkapi dengan sensor hall effect untuk mengatur variasi arah
gerakan berdasarkan nilai rpm kecepatan.
69
DAFTAR PUSTAKA
[1] N. Lelekakis, D. Martin and J. Wijaya. “Comparison of Dissolved Gas-in-
Oil Analysis Method Using a Dissolved Gas-in-Oil Standard.” IEEE
Electrical Insulation Magazine, vol.1, pp. 29-30, 2011.
[2] Insulating Oil by Gas Chromatography, RR:D27-1016, ASTM, 2008.
[3] M. Duval. “New Techniques for Dissolved Gas-In-Oil Analysis.” IEEE
Electr. Insul. Mag, vol. 19, no. 2, pp. 6-15, Mar./Apr. 2003.
[4] P.A. Handayani. “Ekstraksi Minyak (Coriander Oil) Dengan Pelarut Etanol
dan n-Heksana.” Jurnal Bahan Alam Terbarukan, vol.1, pp 1-2, 2012.
[5] -----,-----. “Arduino Uno.” Internet: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoar
dUno, [Feb. 19, 2019].
[6] ----. Datasheet Atmega48PA/88PA/168PA/328P, Atmel, 2009.
[7] ----,----. “Arduino, Interupt, dan Timers.” Internet: http://www.funnyrobotic
s.com/2011/06/arduino-interrupts-and-timers.html, [Feb. 20, 2019].
[8] ----, ----. “Switches, The Elektronics Club.” Internet:
http://www.kpsec.freuk.com/components/switch.html, [Feb. 20, 2019].
[9] ----,----. “DFRobot, Arduino Motor Shield (L298N) (SKU:DRI0009).”
Internet: http://www.dfrobot.com/wiki/index.php?title=Arduino_Motor_Sh
ield_%28L298N%29_%28SKU:DRI0009%29, [Feb. 21, 2019].
[10] N. I. Tohir. “Rancang Bangun Catu Daya Digital Menggunakan Buck
Converter Berbasis Mikrokontroler Arduino.” Skripsi, Universitas
Lampung, Lampung, 2016.
[11] M. H. Rasyid. Power Elekctronics Handbook. California: Academic Press,
2001, pp. 213-214.
[12] ----,----. Internet: http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/27627/4/
Chapter%20I.pdf, [Feb. 23, 2019].
[13] ----. Datasheet LCD LMB162AFC, Shenzhen Topway Technology Co.,Ltd,
2007.
[14] C. Perrier, M. Marugan and A. Beroual. “DGA Comparison Between Ester
and Mineral Oils.” IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., vol. 19, Oct. 2012.
70
[15] IEC 60567. “Oil filled electrical equipment – Sampling of gases and of oil
for analysis of free and dissolved gases,” 3 rd ed., 2005.
[16] M. Duval. “Dissolved Gas Analysis: It Can Save Your Transformer.” IEEE
Electr. Insul. Mag., vol. 5, Dec. 1989.
[17] M. Dora Vitra. “Penggandaan Skala Produksi Surfaktan DEA pada Reaktor
25 Liter dan Pemanfaatannya dalam Insektisida Nabati Mimba.” Thesis,
Instititut Pertanian Bogor, Bogor, 2017.
71
LAMPIRAN
1. Program pada Arduino
include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
// SDA = A4
// SCL = A5
unsigned long previousMillis = 0;
unsigned long kapan;
long durasi;
int fast=100;
int menu;
int motorstate;
int hitung;
//================================== motor in
==============================//
const int Motor1 = 6 ;
const int Motor2 = 5;
//============================== tombol pengatur
===========================//
const int UP = 3;
const int down = 4;
const int enter = 2;
const int buzzer=10;
//custom char
byte bar[8] =
0b11111,
0b11111,
0b11111,
0b11111,
72
0b11111,
0b11111,
0b11111,
0b11111
;
void setup()
lcd.begin();
lcd.backlight();
lcd.createChar(0, bar);
pinMode(Motor1, OUTPUT);
pinMode(Motor2, OUTPUT);
pinMode(9, OUTPUT);
digitalWrite(9, 1);
pinMode(buzzer,OUTPUT);
pinMode(enter, INPUT);
pinMode(down, INPUT);
pinMode(UP, INPUT);
Serial.begin(9600);
//============================== animasi booting
============================//
lcd.setCursor(4, 0);
lcd.print("WELCOME");
for (int x = 0; x < 16; x++)
lcd.setCursor(x, 1);
lcd.write(byte(0));
delay(40);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("TABLE SHAKER");
lcd.setCursor(0, 1);
73
lcd.print("MACHINE");
delay(500);
lcd.clear();
void loop()
digitalWrite(Motor1, 0);
digitalWrite(Motor2, 0);
tampil();
//============================= tombol enter
================================//
if (digitalRead(enter) == 1)
menu++;
delay(400);
if (menu == 0)
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(">");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(" ");
//=========================== tombol up durasi
==============================//
if (digitalRead(UP) == 1)
durasi = durasi + 1000;
delay(200);
//========================== tombol down durasi
=============================//
if (digitalRead(down) == 1)
durasi = durasi - 1000;
if (durasi < 0)
74
durasi = 0;
delay(200);
else if (menu == 1)
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">");
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(" ");
//=========================== tombol up speed
===============================//
if (digitalRead(UP) == 1)
fast++;
if (fast > 255)
fast = 255;
delay(200);
//========================== tombol down speed
==============================//
if (digitalRead(down) == 1)
fast--;
if (fast < 100)
fast = 100;
delay(200);
else if (menu == 2)
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
75
lcd.print("MEMULAI...");
delay(500);
kapan = millis();
jalan();
loop();
//================================ lcd
display===============================//
void tampil()
lcd.setCursor(1, 0);
lcd.print("TIME :");
lcd.setCursor(1, 1);
lcd.print("SPEED:");
lcd.setCursor(15, 0);
lcd.print("s");
lcd.setCursor(7, 0);
lcd.print(durasi / 1000); lcd.print(" ");
lcd.setCursor(7, 1 );
lcd.print(fast-100); lcd.print(" ");
void jalan()
tampil();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(">");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(">");
unsigned long currentMillis = millis();
if (digitalRead(enter) == 1)
lcd.clear();
76
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("MENGHENTIKAN...");
delay(500);
lcd.clear();
menu = 0;
loop();
if (currentMillis - kapan >= durasi)
menu = 0;
lcd.clear();
lcd.print("BERHENTI");
digitalWrite(buzzer,1);
delay(500);
digitalWrite(buzzer,0);
loop();
if (currentMillis - previousMillis >= 80)
// menyimpan waktu terakhir kali motor berbalik arah
previousMillis = currentMillis;
if (motorstate == LOW)
//=========================== masuk mode
manual===========================//
if (digitalRead(UP) == 1)
menu = 3;
lcd.clear();
lcd.print("MANUAL MODE");
delay(500);
lcd.clear();
if (menu == 3)
hitung=((analogRead(A0) / 6)+100);
77
if(hitung<=255)
fast=hitung;
else
fast=255;
Serial.println(fast);
jalan();
78
2. Rangkaian Keseluruhan
79
3. Desain Mekanik
A. Rancangan Desain 2D Myrkos DGA Field Package
80
B. Rancangan Desain 2D Syringe
